Abbondanza isotopica

Per abbondanza isotopica si intende il rapporto tra il numero di atomi di un determinato isotopo di un elemento e il numero di atomi totali dell'elemento.

L'abbondanza isotopica è variabile da campione a campione, ma abbastanza uniforme da potersi considerare costante per calcoli del peso atomico relativo medio di un elemento (quello riportato solitamente nella tavola periodica).

Si può trovare anche la dicitura abbondanza naturale. L'abbondanza naturale è la percentuale che esprime il rapporto fra il numero di atomi dell'isotopo naturale (quindi stabile, come ad esempio il ¹H) e quello di tutti gli altri isotopi.

Rapporto di abbondanza

L'abbondanza isotopica si può esprimere con il rapporto di abbondanza:

$R=\frac{^{m}X}{^{n}X}$

dove $^{i}X$ è la concentrazione dell'isotopo di massa $i$ dell'elemento $X$.

Dato che, normalmente, il rapporto di abbondanza ha valori molto bassi, si preferisce usare la grandezza:

$\delta=\frac{R_{campione}-R_{standard}}{R_{standard}}$

dove $R_{campione}$ è il rapporto di abbondanza del campione in esame, e $R_{standard}$ è il rapporto di abbondanza di un materiale di riferimento. Questa grandezza viene normalmente espressa in unità ‰.

Frazionamento isotopico

Gli isotopi di uno stesso elemento, avendo massa diversa, hanno proprietà chimiche e fisiche leggermente diverse. Per questo, durante le trasformazioni chimiche e fisiche avviene un frazionamento isotopico, cioè i due isotopi si distribuiscono con un'abbondanza differente nei reagenti e nei prodotti. Ad esempio, nell'evaporazione dell'acqua, la molecola H₂¹⁸O, che ha una tensione di vapore leggermente inferiore a quella della molecola H₂¹⁶O, tenderà a rimanere in fase liquida, aumentando la sua abbondanza isotopica in questa. Il vapore acqueo formato dall'evaporazione avrà quindi una minore abbondanza dell'isotopo ¹⁸O rispetto all'originale abbondanza nell'acqua.

Voci correlate

• Abbondanza chimica
• Abbondanza cosmica
• Isotopo
• Tabella degli isotopi
• Isotopo stabile#Studio degli isotopi stabili

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