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同位素效應

生活百科

什么是同位素效應？同種元素含有不同的同位素,各種同位素能產生波長十分接近的,但又有一定差別的普線.結果,使同一元素的譜線有一定的寬度.稱為同位素效應.

同位素效應的動力學同位素效應【同位素效應】在化學反應過程中，反應物因同位素取代而改變了能態，從而引起化學反應速率的差異 。1933年G.N.路易斯等用電解水的方法獲得接近純的重水，證實同位素取代對化學反應速率確有影響 。大多數元素的動力學同位素效應很小，但對于氫和氘，動力學同位素效應較大，它們的分離系數=H/D可以達到2～10左右，式中為化學反應速率常數 。動力學同位素效應分為一級同位素效應和二級同位素效應 。一級同位素效應：在決定速率步驟中與同位素直接相連的鍵發生了斷裂的反應中所觀察到的同位素效應，其KH/KD通常在2或更高 。二級同位素效應：在決定速率步驟中與同位素直接相連的鍵不發生斷裂，而是分子中其他化學鍵發生變化所觀察到的效應，其KH/KD通常在0.7-1.5范圍內 。早期動力學同位素效應是用經典的碰撞理論來解釋的 。1949年J.比格爾艾森建立了動力學同位素效應的統計理論 。在溶液中進行的化學反應，由于溶劑的同位素取代，而產生溶劑同位素效應 。動力學同位素效應是分離同位素的重要根據之一，還可用來研究化學反應機理和溶液理論 。
同位素效應的定義由于質量或自旋等核性質的不同而造成同一元素的同位素原子（或分子）之間物理和化學性質有差異的現象 。同位素效應指的是同一元素的同位素或者含該元素不同同位素的化合物（又稱同位素置換化合物）在性質上的差異 。這些差異，可以表現在物理性質上，也可以表現在化學性質上，還可以是核性質上 。過去說同一種元素的原子物理、化學性質相同，是不準確的 。盡管核電荷決定了元素的基本的物理和化學性質，但同一元素不同同位素間的性質的差異是存在的，還可能很大 ?？煞譃榈谝活愅凰匦ㄍ凰刭|量差異所導致的）和第二類同位素效應（同位素核性質上的差異引起的） 。
同位素效應的第一類同位素效應由同位素質量差異所導致的同位素效應 。顯然，對輕元素，由于質量差異相對于本身質量引起的相對的質量變化大，質量差異引起的同位素效應比重元素明顯 。利用這些效應，可把同位素分離開或進行量測 。如利用重水（2H2O，或寫成D2O）和輕水（1H2O）在物理性質上就存在如下表的差異：在日常生活中，這些差異是覺察不到的 。由質量不同引起的效應，導致在很多方面同位素表現的不同 。同位素在不同相或不同化學形式之間分布有差異，稱之為熱力學效應；用元素其它同位素置換分子中一個原子的化學反應速度不同，稱之為動力學效應 。當置換的化學反應涉及化學鍵斷裂或形成所觀察到的效應，叫一級效應；不涉及化學鍵斷裂或形成時叫二級效應 。同位其化合物同位素成分不同致使生物的生長代謝不同，是生物學效應 。如，在濃度比較高的重水中，蝌蚪、金魚會迅速死亡 。
同位素效應的第二類同位素效應由同位素核性質上的差異引起 。雖然同位素的核電荷相同，但中子數不同會產生一系列核性質上的不同，包括核半徑、核自旋、結合能、磁矩和四級矩、激發態譜、核反應截面等等 。
同位素效應由元素原子量變化而引起的元素化學性質和物理性質發生變化的現象，稱為同位素效應(isotope effect) 。普遍認為，元素的電子結構基本決定了元素的化學行為，而原子核則不同程度地決定了元素的物理性質 。由于某種給定元素的所有同位素具有相同電子數和電子結構，因此其化學行為極度相似是合乎邏輯的 。不過，這種相似性也是有限度的:同位素質量的差異也可以引起同位素某些物理化學性質的改變 。當一個分子中任一原子被它的同位素替代時，該分子的化學行為將產生少許變化 。例如，僅增加一個中子即可顯著降低其化學反應速率，從而導致進一步的改變，如發生拉曼(Raman)譜線和紅外(IR)光譜偏移 。尤其在最輕的元素中，這種質量差異導致的物理化學性質的改變最為明顯 。如表1.2所示，H216O、D216O、H218O三者的物理化學性質就存在顯著差異 ?？傮w來說，具有同位素置換的分子，其分子性質未發生根本變化，但在化學性質的特征值上確實存在一定差異 。表1.2 H216O、D216O和H218O的物理性質注:①1Torr(托)≈133.3Pa;②1cP(厘泊)=10－3Pa·s 。目前，人們已經通過統計力學方法計算出H、C、N、O、S和其他元素的同位素化學性質差異，并進行了實驗驗證 。正是同位素之間化學性質的差異導致了化學反應過程中產生明顯的同位素分餾 。本書將簡要討論同位素效應理論和相關同位素分餾機理 。有關理論背景的詳細介紹，請參考Bigeleisen et al.(1947)，Urey(1947)，Melander(1960)，Bigeleisen(1965)，Richet et al.(1977)，O'Neil(1986)，Criss(1999)，Chacko et al.(2001)和Schauble(2004)等的相關文獻著作 。同位素的物理化學差異是由量子力學效應引起的 。從圖1.3中可以看出，由兩個原子構成的分子中，其能量是原子間距離的函數 。根據量子理論，分子的能量受限于特定的離散能級 。最低能級并不位于能量曲線的最低處，而是高于最低處約 (h為普朗克常數，v為分子中原子的相對振動頻率) 。因此，即使處于絕對零度的基態 ( ground state) 下，振動分子也仍然具有高于分子勢能曲線 最 小 值 的 零 點 能 ( zero point energy)。分 子 以 基 頻 ( fundamentalfrequency) 振動，這 取決 于同位素的質量 。在這種情形下，值得指出的是: 振動運動決定了同位素效應; 旋轉運動和平移運動對同位素分離沒有影響或影響甚微 。因此，具有同一化學分子式、同位素不同的分子具有不同的零點能: 由于振動頻率較低，重同位素分子的零點能低于輕同位素的零點能 。圖 1. 3 很好地詮釋了這一點，其中上面的水平線 ( EL)代表輕分子的電離能，下面的水平線(EH)代表了重分子的電離能 。EL實際并不是一條線，而是零點能以上的一個連續的能量帶 。這意味著輕同位素的鍵力比重同位素的鍵力較弱 。因此，在化學反應速度上，含有輕同位素的分子參與的反應比含重同位素的分子參與的反應更快一些 。圖1.3 穩定分子中的兩個原子或液體 ( 或固體)中兩個分子之間相互作用的勢能曲線( 據 Bigleisen，1965)
生物同位素分餾是指什么所謂同位素效應是指超導體的臨界溫度依賴于同位素質量的現象 。
1950年英國H.弗羅利希指出，金屬中電子通過交換聲子（點陣振動）可以產生吸引作用 。他預言超導體的臨界溫度與同位素的質量之間存在一定的關系 。所謂"臨界溫度"，就是導體從正常導電狀態變為超導電狀態時的轉變溫度 。果然，弗羅里希的預言得到了實驗的證實 。
1950年麥克斯韋（E.Maxwell）和雷諾（C.A.Rayhold）各自獨立圣測量了水銀同位素的臨界轉變溫度 。
實驗發現TC∝М-1/2,其中М為同位素質量 。
同位素效應把晶格振動（其量子稱為聲子）與電子聯系起來了 。它告訴人們電子-聲子的相互作用與超導電性密切相關 。

大氣降水的同位素組成特征有什么重要應用大氣降水是水循環中重要的輸入因子,對其同位素組分的研究有助于深入了解水循環過程及其結構具有重要的意義.
研究新疆烏魯木齊地區1986-2002年大氣降水的氫氧同位素組成,提出大氣降水線方程,并與全國及全球降 水線方程進行對比,揭示該降水線方程的特征.研究表明:烏魯木齊水分來源復雜,主要是西風帶輸送的海洋水汽和局地的蒸發,大氣降水的加權平均18O與月平 均氣溫相關關系顯著,與雨量效應(降水量效應)較相關,降水中溫度效應明顯,且在一定時期很大程度上其影響掩蓋了雨量效應.烏魯木齊降水中δ18O的季節 變化與溫度的季節變化幾乎一致,溫度是制約降水中穩定同位素變化的主要影響因子.

大氣降水的同位素組成變化可以用什么解釋可用大氣降水同位素組成緯度效應（latitudeisotope variation of meteoric water）：水分子經過反復多次的蒸發一凝聚分餾作用，使內陸及高緯度區雨、雪集中了最輕的水，而在低緯度大洋中出現最重的降水，同時，δD和δl8O平行變異，此現象稱為大氣降水同位素組成緯度效應 。

如何算同位素大氣降水線是怎么做出來的全球或特定區域大氣降水氫一氧同位素組成之間的線性相關線稱大氣降水線 。
氫(δD)、氧(δ18O)穩定同位素是廣泛地存在于自然水體中的環境同位素.自然水體通過蒸發、凝聚、降落、滲透和徑流等形成水分的循環，且在水分循環過程中產生同位素分餾現象，即較輕的同位素(1H和16O)會先蒸發到氣相中，同時較重的同位素(2D和18O)則先凝結到液相.降水是水循環過程中的一個重要環節.大氣降水中氫(δD)、氧(δ18O)穩定同位素組成及分布主要受到蒸發和凝結作用的制約，當云中的水蒸汽冷凝形成雨滴時，18O和D不斷由潮濕的空氣中優先冷凝，當降水不斷進行，降水中中重的18O和D不斷被淋洗，則表現為降水中δD和δ18O逐漸貧化.大氣降水中穩定同位素組成及分布與產生降水水汽來源的初始狀態及水汽輸送過程發生的變化密切相關，同時，降水中氫氧同位素存在著大陸效應、溫度效應、降水量效應和緯度效應等.不同時間和區域大氣降水的同位素發生有規律的變化，因此，國內外學者常借助降水中氫氧穩定同位素變化來研究水汽的來源地域、水循環過程的歷史信息、天氣氣候特征等.早在1961年，世界氣象組織WMO和國際原子能機構IAEA就已建立全球大氣降水同位素觀測網絡，開始對大氣降水中同位素組成進行觀測，為研究全球和局地大氣環流及循環的機制提供同位素資料數據.我國對降水中氫氧同位素的研究起步較早，大量的研究對大氣降水穩定同位素組成與溫度、降水量、蒸發等因素進行了探討分析并建立降水線方程，如我國較干旱的東北地區、西北內陸地區及華北地區，較濕潤的西南地區、華東地區和華南地區，這些基礎數據為研究水循環特征提供了依據.HYSPLIT后向軌跡模型主要用于降水水汽源的模擬和分析，確定各水汽源的來源和輸送路徑，特別是基于聚類分析的結果具有較好的可信性，可用于確定不同水汽輸送路徑的權重比例.

降水穩定同位素的影響因素包括湍流嗎開展大氣降水同位素研究是穩定同位素地球化學中最基本、最重要的課題之一 。它不僅能為國家提供必需的基礎背景資料,而且能為運用同位素技術進行環境同位素科學以及其它相關學科的研究提供一種簡捷、有效的研究手段 。本文通過對全國大氣降水同位素觀測臺網 (地礦部水文地質工程地質研究所等1985年7月始建立)中20個臺站近3a 的資料進行初步分析, 總結了我國降水穩定同位素背影值的時空分布特點、賦存、變化規律以及影響降水同位素組成的因素,并得出我國大氣降水穩定同位寨“雨水線”為：δD=7．81δ~(18)O+8．16利用IAEA\WMO\GNIP的降水穩定同位素資料,分析了中國降水穩定同位素的時空分布特征及其影響因素 。結果表明,整體來看我國降水穩定同位素有明顯的大陸效應和高度效應 。各地大氣降水線存在地域差異,內陸地區同一站點冬、夏半年也有明顯差異,顯示出水汽團特性的不同 。不同地區降水穩定同位素(δ和過量氘)的季節變化特征明顯不同,表明主要水汽來源存在季節性差異 。通過對比長序列降水穩定同位素的年際變化與季風和ENSO指數的關系,發現ENSO與降水穩定同位素有顯著的正相關,但不一定通過影響降水量來引起降水穩定同位素(stable isotope in precipitation,SIP)的變化 。重點分析了我國降水量效應、溫度效應的特點,指出沿海和西南等季風區主要受降水量的影響,北方非季風區溫度效應起主要作用,交叉地帶則兩種效應都有影響 。

大氣降水的D和<sup></sup>O組成及其分布Craig(1961)最早研究了全球范圍內的400個河水、湖水和大氣降水樣品的D和18O組成，發現大氣降水的δD和δ18O之間存在線性相關關系:地下水科學專論式(3.4)又稱為Craig方程，而在δD和δ18O關系圖上的直線又稱為全球大氣降水線，如圖3.3所示 。大氣水的D和18O組成具有如下特征:①δD與δ18O呈線性關系，直線的斜率為8，截距為10;②大多數地區大氣降水的δD與δ18O為負值;③δD和δ18O的大小與地理位置有關，并隨距蒸汽源的距離增加而減少，因為海洋水為蒸發源，其δD和δ18O值為0，蒸發越強烈，重同位素越貧;④靠近赤道的水樣點多落在大氣降水線右上方，靠近北極和南極的水樣點落在大氣降水線左下方 。世界各地不同地區的大氣降水方程與Craig方程往往略有偏離，表現在直線的斜率或截距有所差異 。例如北京地區的大氣降水方程為δD=7.3δ18O+9.7，廣州地區為δD=6.97δ18O+2.59，上海地區為δD=8.2δ18O+15.8，烏魯木齊地區為δD=7.96δ18O+9.57(王恒純，1991)，而中國的大氣降水方程為δD=7.9δ18O+8.2(鄭淑蕙等，1983)或δD=7.7δ18O+7.5(王東升，1993) 。圖3.3 河水、湖水、雨水和雪樣品的δD與δ18O變化(據Craig，1961)水樣的δD和δ18O數據點在δD－δ18O關系圖上的不同位置，反映了水樣不同的來源或形成 。如果數據點落在大氣降水線上或附近，說明水樣是大氣水起源的 。一般在溫度低、寒冷季節及遠離蒸氣源的內陸且海拔高、緯度高的地區，其大氣降水的δD和δ18O數據點落在大氣降水線的左下方，反之，數據點落在大氣降水線的右上方 。蒸發強烈的地區，大氣降水的δD和δ18O數據點落在全球大氣降水線下方，局部地區大氣降水線斜率小于全球大氣降水線斜率，斜率越小(偏離越遠)，反映蒸發作用越強烈 。局部地區大氣降水線與全球大氣降水線的交點，可以反映出蒸氣源水的原始平均δD、δ18O值 。兩種不同端元的水發生混合，則混合水的數據點落在兩種水數據點連線之間，其位置可以近似反映水的混合程度 。大氣降水δD和δ18O值的分布受許多因素的影響，大體上存在如下特征 。(1)溫度效應大氣降水的δD和δ18O值與溫度大體上存在正相關關系，溫度逐步下降時，大氣降水中的δD和δ18O值變得越來越小 。例如，Dansgaard于1964年建立了全球平均年降水的δ18O和δD值與表面空氣溫度之間的線性關系:地下水科學專論式中:T為氣溫，℃ 。一般來說，年平均氣溫每下降1.1～1.7℃，大氣降水的年平均δ18O值下降1 。另外，還建立了某些局部地區大氣降水的年平均δ18O值與年平均氣溫的近似關系，例如，在北半球為δ18O=0.521T－14.96;在中國為δ18O=0.176T－10.39;在中國的烏魯木齊為δ18O=0.417T－15.202 。然而，由于溫度和大氣降水的季節性變化以及地形變化等的影響，在一些區域或地方，大氣降水的δD和δ18O值與氣溫的關系會偏離線性關系 。(2)緯度效應從低緯度到高緯度，大氣降水的重同位素逐漸貧化，即δD、δ18O值降低 。例如，北美和歐洲大陸每增加1緯度，δ18O值減少0.5～0.6;在南極，每緯度δ18O的變化值為－2;在我國東北地區，有δ18O=－0.24NL+0.04，δD=－1.84NL+6.88(NL代表北緯度數) 。(3)大陸效應在大陸上，大氣降水的δD和δ18O值隨遠離海岸線而降低 。這是因為最先凝聚形成的雨水相對富集較重的同位素，向內陸方向水蒸氣則相對貧重同位素 。在美國和加拿大西部交界地區，自太平洋至Alberta平原跨過加拿大Cordillera高度地形起伏的大陸邊緣，隨著遠離海岸和高程的升高，溫度降低，δ18O值減小(圖3.4) 。圖3.4 大陸邊緣地形起伏較大的加拿大西部山區大氣降水的δ18O值變化(據Clark等，1997)(4)高程效應在大陸上，大氣降水的δD和δ18O值隨地形高程的升高而降低 。不同地區高程效應差別很大，一般來說，高程每升高100m，δ18O值減少－0.15～－0.5，δD值減少－1～－4 。例如，在法國δ18O的高度梯度為－0.15/100m，意大利為－0.34/100m，中國為－0.31/100m 。在圖3.4中，δ18O值的變化，既受到大陸效應的影響，也受到高程效應的影響 。對英國哥倫比亞地區西部海岸山脈采集了高程250～3250m之間的11個大氣降水樣品，結果表明其δ18O值的高度梯度為－0.25/100m(Clark等，1997) 。美國俄勒岡州中北部Cascade山區大氣降水的δD與高程大體上呈負相關關系(圖3.5) 。利用高程效應，可以將高海拔地區和低海拔地區補給的地下水區別開來，也可以估算地下水的補給區高程 。(5)降雨量效應大氣降水的δD和δ18O值與當地降雨量存在相關關系，一般來說，降雨量越大，其δD和δ18O值越低 。例如，在赤道附近的島嶼有δ18O=－0.015P－0.047(式中P為降雨量);在廣州有δ18D=0.0099P－2.7467;在昆明有δ18O=－0.0226P－4.469(王恒純，1991) 。圖3.5 美國俄勒岡州中北部Cascade山區水樣δD與高程的關系(據Ingebritsen等，1989)(6)季節效應大氣降水的δD和δ18O值一般在夏季較高，冬季較低 。這樣的變化在內陸地區較為明顯，在赤道島嶼和熱帶則不很明顯 。
動力學效應產生同位素分餾的第二個主要因素為動力學同位素效應 ( kinetic isotopeeffect)，這種效應與不完全過程和單向過程如蒸發作用、離解反應、生物介質參與的反應及擴散作用有關 。其中擴散作用在地質學中意義尤為重要，將單獨對其進行討論 ( 詳見 1. 3. 5 部分)。若化學反應速率對某種反應物中特定位置的原子量的變化敏感時，也將產生動力學同位素效應 。Bigeleisen ＆ Wolfsberg ( 1958)，Melander ( 1960) 和 Melander ＆ Saunders( 1980) 都曾經對動力學同位素分餾理論進行過討論 。動力學同位素效應能夠反映有關反應途徑的詳細信息，因此其相關知識非常重要 。不同的同位素化合物具有不同反應速率，這可以定量地解釋簡單平衡過程中出現的偏差 。單向化學反應中，同位素的觀測結果始終顯示了生成物中優先富集輕同位素 。單向反應過程中，同位素分餾系數可用同位素化合物的速率常數比值表示 。因此，在兩個同位素競爭反應中:穩定同位素地球化學( 第六版)式中:k1，k2分別表示輕同位素化合物和重同位素化合物反應速度常數，其比值k1/k2就是平衡常數 。平衡常數也可以用兩個配分函數比來表示，其中一個函數為兩個反應物同位素的配分函數，另一個為活化物或過渡態(AX)的兩個同位素的配分函數:穩定同位素地球化學( 第六版)式中:系數v1/v2為兩個同位素化合物的質量比值 。雖然由于需要獲得過渡態的詳細信息而致使計算結果不那么精確，但是確定速率常數比值與確定平衡常數的原理是基本相同的 。過渡態(transition state)一詞指反應物向生成物變化過程很難獲得的一種分子結構 。該理論基于如下思想:化學反應是由某個初始態(initial state)通過連續變化達到最終結構的過程，這一過程中存在一些中間臨界分子結構，稱為活化物(activated species)或過渡態 。平衡中有少量活化分子與反應物共存，反應速率受控于這些活化物的分解速率 。
請問什么是同位素非質量分餾效應？一般，同位素的質量差愈大，同位素分餾效應也愈大，同位素交換反應服從質量相關定則，同位素分餾程度與同位素質量差成正比 。例如，對于分子氧16O16O、16O17O、16O18O,大多數樣品存在：d17O/d18O=（1/32-1/33）/（1/32-1/34），因而d17O=0.516d18O.d17O對d18O做圖就得到斜率為0.516 的質量相關分餾線，絕大多數樣品的氧同位素分析數據落在這條直線上 。不符合這個規律的落在其他斜率直線上的即為非質量相關分餾，認為是核過程的結果 。實驗研究，在放電或激光作用下可以發生非質量相關分餾 ?？捎糜谘芯啃行谴髿馊驮缙谔栂抵械母鞣N物理化學過程 。

據報道，火星和金星大氣層中可能存在一種非常特殊的氣態化合物．這種化合物會導致溫室效應，它的結構式為A．16O=C=18O與16O=C=16O是由氧的同位素原子與碳原子形成的二氧化碳分子，不互為同素異形體，故A錯誤；B．16O=C=18O與16O=C=16O都是二氧化碳，化學性質幾乎相同，故B正確；C．二氧化碳與Na216O2反應生成的氧氣來源于Na216O2，故生成的氧氣中含有16O，不含有18O，故C錯誤；D．物質的量=質量摩爾質量，質量相等，摩爾質量不等，故物質的量不等，故含有原子個數不同，故D錯誤，故選B．

同位素地球化學研究室同位素地球化學研究室始建于1973年，1990年與地質研究所同位素地質年代學實驗室聯合組建地質礦產部同位素地質開放實驗室，2007年成為國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室的重要組成部分 。該研究室擁有NEPTUNE激光多接收等離子質譜、MAT253氣體同位素質譜（2臺）、Helix SFT稀有氣體同位素質譜等大型儀器設備和國內最齊全的穩定同位素分析方法，其中SiF4高精度硅同位素分析方法為國際首創，SF6高精度硫同位素分析方法、硝酸鹽和硫酸鹽的三氧同位素分析方法、激光多接收等離子質譜（LA-MC-ICP-MS）微區原位硼同位素分析方法等為國內第一個建立，研制了多種同位素標準物質，在國內外有重要影響 。1.業務定位開展同位素分析、定年新技術研發和同位素基礎理論研究；利用同位素技術研究確定成巖成礦時代，示蹤成巖成礦物質來源，揭示巖石礦床的形成條件及全球氣候環境變化；積極對外開放，建成我國重要的同位素地球化學技術支撐平臺 。2.發展方向研發同位素分析和定年新技術；利用同位素技術確定成巖成礦時代，示蹤成巖成礦物質來源和形成條件；為我國地質科技創新提供同位素技術支撐 。3.研究內容開展同位素地質新技術研發和同位素基本理論研究，利用同位素技術和理論研究解決基礎地質、礦產資源和氣候環境領域的重大科學問題；重點是微區原位同位素、非傳統同位素和非質量同位素效應分析技術及應用 。
環評報告中非甲烷總烴執行什么標準中國環境空氣質量標準中沒有非甲烷總烴標準 。由于我國沒有“非甲烷總烴”的環境質量標準，美國的同類標準已廢除，所以我國石化部門和部分地區以2mg/m^3作為計算依據 。非甲烷總烴是指除甲烷以外的所有可揮發的碳氫化合物（主要是C2~C8），大氣中的非甲烷總烴含量超過一定濃度，除對人體直接有害以外，同時在光照下產生化學煙霧，污染環境 。參考資料百度知道：https://zhidao.baidu.com/question/396155565245384805.html
同位素的作用放射性同位素的應用



有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．用質子、中子、α粒子轟擊原子核，可以用人工方法得到放射性同位素．例如用α粒子轟擊鋁原子核，可發生下面的核反應，其中反應生成物就是磷的放射性同位素．用人工方法得到的放射性同位素已經在工農業、醫療衛生和和科學研究等許多方面得到了廣泛的應用．


放射性同位素的應用是沿著以下兩個方向展開的．


1.利用它的射線


放射性同位素也能放出α射線、α射線和α射線．α射線由于貫穿本領強，可以用來檢查金屬內部有沒有沙眼或裂紋，所用的設備叫α射線探傷儀．α射線的電離作用很強，可以用來消除機器在運轉中因摩擦而產生的有害靜電．生物體內的DNA(脫氧核糖核酸)承載著物種的遺傳密碼，但是DNA在射線作用下可能發生突變，所以通過射線照射可以使種子發生變異，培養出新的優良品種．射線輻射還能抑制農作物害蟲的生長，甚至直接消滅害蟲．人體內的癌細胞比正常細胞對射線更敏感，因此用射線照射可以治療惡性腫瘤，這就是醫生們說的“放療”．


和天然放射性物質相比，人造放射性同位素的放射強度容易控制，還可以制成各種所需的形狀，特別是，它的半衰期比天然放射性物質短得多，因此放射性廢料容易處理．由于這些優點，在生產和科研中凡是用到射線時，用的都是人造放射性同位素，不用天然放射性物質．


2.作為示蹤原子


一種放射性同位素的原子核跟這種元素其他同位素的原子核具有相同數量的質子(只是中子的數量不同)，因此核外電子的數量也相同,由此可知，一種元素的各種同位素都有相同的化學性質．這樣，我們就可以用放射性同位素代替非放射性的同位素來制成各種化合物，這種化合物的原子跟通常的化合物一樣參與所有化學反應，卻帶有“放射性標記”，用儀器可以探測出來．這種原子叫做示蹤原子．


棉花在結桃、開花的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上也能吸收．但是，什么時候的吸收率最高、磷能在作物體內存留多長時間、磷在作物體內的分布情況等，用通常的方法很難研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強度，上面的問題就很容易解決．


人體甲狀腺的工作需要碘．碘被吸收后會聚集在甲狀腺內．給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強度，有助于診斷甲狀腺的器質性和功能性疾?。?


近年來，有關生物大分子的結構及其功能的研究，幾乎都要借助于放射性同位素．

C的同位素？各又什么作用？自然界中碳元素有三種同位素，即穩定同位素12C、13C和放射性同位素14C 。
1、14C具有放射性，應用主要有兩個方面：一是在考古學中測定生物死亡年代，即放射性測年法；二是以14C標記化合物為示蹤劑，探索化學和生命科學中的微觀運動 。
2、12C在世界現存碳元素中豐度為98.89%，是最常見的碳同位素 。
碳12原子被用來作為阿伏伽德羅常數的標準：12克碳12中所含原子的個數被定義為阿伏伽德羅常數6.022×1023 。
3、碳13是碳的穩定同位素之一，在地球自然界的碳中占約1.109% 。
當然，碳元素廣泛存在于無機和有機物中 。它是有機化合物的骨架 。
以上回答不知您是否滿意？

同位素是怎么回事?有說明作用？謝了就是結構上差N個CH2 的有幾化合物

請問同位素是什么意思，各位請舉例說明？同位素是核電荷數一樣但相對原子質量不一樣的原子與原子之間互稱同位素，如C12與C13，以及氕氘氚互稱同位素

為什么百度知道還將地球科學列入理工學科的范圍內？地球科學在大學中被列為理工科項目 。而地理科學又是地球科學的一部分，因此也將地理科學列入理工科 。

高一地理填充圖冊上的一道題 。請學霸們幫幫我吧 。我跪了書上都有，后面也有答案

555555我地理只有15分怎么辦加油！關鍵是把興趣培養起來 。對于我個人對地理是比較有興趣的，所以學起來會比較輕松 。一
地理學好關鍵還是對地圖的理解，買本較全面的圖冊 。
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武漢理工大學地理科學類好嗎地理科學屬于理學類專業，武漢理工大學這方面實力一般 。整個華中地區這方面最厲害的也就是武漢大學啦，2012年教育部學科評估時該專業排名全國第四 。

同位素的概念及同位素分餾作用同位素是指元素周期表中具有相同原子序數而原子量不同的元素 。因為它們在周期表中占有同一位置，故稱同位素 。同位素按其穩定程度可分為穩定同位素和非穩定(放射性)同位素 。穩定同位素是指原子核不會自發地改變的同位素 。同一元素的穩定同位素具有相同的質子數和原子結構，化學性質近似，即使經歷復雜的化學反應和較為強烈的化學變化，其同位素比率仍保持相對的穩定 。但由于它們的中子數和原子量有一定差別，元素各同位素的物理、化學性質(如取代分子或鍵的化學活動性)也有一定差別 。同位素質量相對差別越大，其物理、化學性質差別也越大 。物質在生物、化學和物理作用下其組成元素的同位素發生變化、轉移或分離，或者說在同位素比值不同的兩種物質間進行的同位素分配作用，稱為同位素分餾作用 。物質在參與生物、化學和物理作用過程中，由于同位素的分餾作用，元素的一種同位素被另一種同位素所取代，從而導致其物理、化學性質上的差異，叫做同位素效應 。同位素之間所具有的物理、化學性質的近似性(穩定性)和分餾作用，是同位素地球化學研究和應用的理論基礎和前提 。
請簡述同位素分餾作用所謂同位素分餾作用，是指同位素在化學變化或物理變化過程中，受到化學動力學和熱力學的作用，而使同位素組成發生改變的作用，稱作同位素分餾作用 。

關于同位素分餾作用指兩種物質(或物相)之間同位素比值之(α)，即αA-B=RA / RB，式中A，B表示兩種物質(或物相)，R表示重同位素與輕同位素比值，如34S/32S，18O/16O 。α表示同位素的分餾程度，α值偏離1愈大，說明兩相物質之間同位素分餾程度愈大；α=1時物質間沒有同位素分餾 。α隨溫度而變化，溫度愈高，α愈趨近于1 。α與同位素反應平衡常數K的關系為，n為參加交換反應的同

同位素分餾由于同位素質量不同，在各種地球化學過程中會引起同位素在不同化合物和物相中的豐度變異，稱為同位素分餾 。分餾程度用分餾系數α表示：地球化學原理（第三版）RA、RB分別為A相及B相中重同位素與輕同位素的比值，例如閃鋅礦和方鉛礦的硫同位素分餾系數為：地球化學原理（第三版）分餾系數α與兩相δ（‰）值的關系為：地球化學原理（第三版）例如在300K（27℃）時，與H2S兩相的硫同位素分配系數α為 1.082 。這表明及H2 S中δ與δ34 S（H2 S）之差值將達82‰ 。兩相間發生同位素分餾是由于同位素的熱力學性質有差異 。分子的能量包括分子中的電能，加上分子中各原子的平動能、轉動能及振動能，以及這些運動互相作用的有關能量 。其中電能是最主要的，但對于同一元素的不同同位素來說，由于外電子層的結構完全相似，因而在分子中的電能基本上是一樣的 。振動能在鍵能中占有一定的地位，它恰好是產生同位素分餾的主要原因 。因為振動頻率與其原子質量成反比 。因此，含有較輕同位素的分子比含有較重同位素的同樣分子具有較高的振動頻率，也就是說具有較高的零點能，導致較輕同位素形成的化學鍵較弱，因而容易被打開，分子的活性較大 。因此，在兩相的同位素平衡交換反應中，較輕同位素將富集在化學鍵較弱的相中 。自然界引起同位素分餾的地球化學過程包括各種化學的及物理的過程，主要有以下幾種：（1）同位素交換反應：是指參與反應的各相物質在保持化學平衡的狀態下，各物相間發生同位素再分配的現象 。例如在熱液中同時沉淀方鉛礦及閃鋅礦，可以寫出下列同位素交換反應式：地球化學原理（第三版）當反應達到平衡時，各礦物對中同位素組成的比值將為一個常數——平衡常數K，地球化學原理（第三版）當參加化學反應的原子數都為1時，如上述PbS-ZnS反應，則分餾系數等于平衡常數 。同一般化學反應的平衡常數與溫度成反比相似，在同位素交換反應中同位素分餾系數也與溫度成反比，這就為建立同位素地質溫度計提供了基礎 。（2）動力學分餾：不同同位素組成的同類型化合物由于其化學鍵強度的差異，在單向化學反應過程中反應速率是不同的，輕同位素組成的化學鍵較弱，反應速率較快，因此在反應生成物中常有輕同位素的相對富集 。例如：地球化學原理（第三版）在上述還原反應過程中，K1明顯大于 K2，這樣海水中還原為 H 2 S時，常有32 S在H2 S中富集 。（3）物理分餾：如在蒸發與凝聚、溶化與結晶、吸附與解吸以及由于濃度與溫度梯度引起的分子或離子的擴散過程中，同位素的質量差都將產生分餾效應 。分子的擴散速度與分子的質量平方根成反比，因而擴散的前方將富集輕同位素 。溶液中離子的擴散亦具類似特點 。H2O在地球化學過程中最重要的物態是水（液態）和汽（氣態） 。海水不斷蒸發成水蒸氣是一個重要的地球化學過程，在此過程中水蒸氣中富集1H及16O，而海水中相對富集2H（D）及18O，這也導致雨水中一般1H及16O較富 。（4）生物化學分餾：由于生物活動和有機反應引起的同位素分餾 。如植物通過光合作用使12C更多地富集于生物合成的化合物中 。因此，生物成因的地質體（如煤、油、氣等）具有最高的12C/13C值 。不同元素的地球化學性質不同，因此引起同位素分餾的不同地球化學過程對不同元素的同位素的影響是不一樣的 。
碳同位素的動力學分餾碳質球粒隕石中大部分碳是以有機物的形式存在,少量的 (3%～5%)以碳酸鹽的形式存在,如 (Mg,Fe)CO3、(Mg,Ca)CO3 等 。有機物中的碳,其δ13C通常在-15‰～-17‰之間,而碳酸鹽中的δ13 C 大約為+70‰ 。這種異常的分餾現象在地球物質中沒有發現過 。實驗表明,可能是CO、NH3 和 H2 等星云物質在鐵、鎳或磁鐵礦催化下進行的Fisher-Tropsch反應產生CO2 和其他有機物,其反應為地球化學地球化學模擬實驗表明,在鈷催化劑存在時,CO與 H2 在 1 標準大氣壓、400±10K 下,合成產生的CO2 和有機物中的δ13 C差值可達 74‰ 。光合作用過程中的C3、C4、CAM循環的分餾系數介于其間 。循環產生碳同位素的動力學分餾,C3循環在CO2與植物總碳(CT)間的分餾系數為1.026,C4循環的分餾系數為 1.013 。甲烷是煤和石油等資源的重要組分,在其形成和演化過程中,碳同位素的分餾作用非常顯著 。有機物為厭氧菌還原生成甲烷的過程,實驗表明:甲烷桿菌菌株 (Methanobac-terium strain)M.O.H.菌的還原作用與自然界觀察到的分餾比較一致,所形成的 CH4具非常低的δ13C值,其分餾系數=1.061±0.002 。高溫下有機物的裂解是甲烷形成的另一重要形成過程,由正十八烷 (C18 H38 )作為初始物質,在400℃、500℃進行裂解,實驗結果表明,開始放出的甲烷的δ13 C值是最低的,隨著反應的進行,甲烷的δ13C值逐漸增加,兩溫度下分別為-27.9‰、-25.4‰ 。某些細菌能將甲烷氧化為二氧化碳,在氧化過程中,先作用的甲烷富含12 C,剩余的甲烷中13 C逐漸增高 。實驗表明,此過程中生成的二氧化碳,其δ13 C比甲烷的更低,與平衡分餾的情況正好相反,并且較高溫度下的分餾程度較大 。實驗結果表明,甲烷形成后在運移過程中產生的同位素分餾是有限的,1 標準大氣壓下氣相甲烷與甲烷-水之間的分餾系數僅 1.00033 。