Question

同位素基本概念

Answer 1

同位素的表示方法为:“^mA”，A为某元素的符号，m为其质量数，m(质量数)=Z(质子数)+N(中子数)。

例如，氢同位素:¹H、D、³H^*(T);碳同位素:¹²C、¹³C、¹⁴C^*;氧同位素:¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O;硫同位素:³²S、³³S、³⁴S、³⁶S;锶同位素:⁸⁸Sr、⁸⁷Sr、⁸⁶Sr、⁸⁴Sr;钕同位素:¹⁴²Nd、¹⁴³Nd、¹⁴⁶Nd、¹⁴⁸Nd、¹⁵⁰Nd;铅同位素:²⁰⁴Pb、²⁰⁶Pb、²⁰⁷Pb、²⁰⁸Pb;铀同位素:²³⁵U^*、²³⁸U^*;铷同位素:⁸⁵Rb、⁸⁷Rb^*;钐同位素:¹⁴⁴Sm、¹⁵⁰Sm、¹⁵²Sm、¹⁵⁴Sm、¹⁴⁷Sm^*、¹⁴⁸Sm^*、¹⁴⁹Sm^*等(注:“*”为放射性同位素)。

同位素丰度(isotope abundance):指某种元素的各种同位素原子数相对于其原子总数的百分比。

同位素比值(isotope ratio):指某种元素的两种同位素丰度之比。与同位素丰度一样，它也是用来表示天然物质中同位素含量的一种方式。习惯上把重质量数的同位素原子记作比值的分子，轻质量数的同位素原子记作比值的分母。例如:氢同位素比值为D/H;氧同位素比值为¹⁸O/¹⁶O;碳同位素比值为¹³C/¹²C;锶同位素比值为⁸⁷Sr/⁸⁶Sr等。

δ值(δvalue):由于天然物质中，不同样品的同位素含量差异甚微，用同位素丰度或同位素比值很难显示它们这种微小的差异，故而在同位素地质研究中引入δ值。δ值是指某一元素样品中的两种稳定同位素的比值相对于某种标准样品对应比值的千分差值，即

同位素地球化学

式中:R代表样品、标准样品的同位素比值。

样品的δ值为正数时，表示样品比标准富含重同位素，相反表示贫重同位素。采用统一标准的δ值的表示方法，有利于全世界范围内数据的对比研究。

同位素组成(isotope composition):一种泛指各种物质同位素含量(同位素丰度、同位素比值或δ值)的称谓。

同位素分馏(isotope fractionation):是指一系统中，某元素的各种同位素原子或分子以不同的比值分配到各种物质或物相中的作用。

同位素分馏系数(α)(isotope fractionation coefficient):某一组分中两种同位素丰度之比与另一组分的相应比值之商。

定义为

同位素地球化学

式中:R_A为A物质的某种元素的同位素丰度之比;R_B为B物质中同种元素的同位素丰度之比。α_A－B>1，表示A物质相对于B物质富重同位素;α_A－B<1表示A物质相对于B物质富轻同位素。α_A－B只表示两种物质间同一元素的同位素组成相对差别的程度，不涉及造成这种差别的原因。例如:硫化物－硫酸盐的硫同位素分馏系数，可以写成

同位素地球化学

同位素富集系数(Δ值)(isotope concentration coefficient):用来表示两种物质间同一元素同位素组成差别的程度。定义为:Δ_A－B=δ_A－δ_B，式中:δ_A和δ_B分别代表两种不同物质同一元素的同位素组成。