فهم الفرق بين الكربون 12 والكربون 14
الكربون (C) ، عنصر كيميائي غير معدني في المجموعة 14 (IVa) من الجدول الدوري ،
وعلى الرغم من توزيع الكربون على نطاق واسع في الطبيعة ،
إلا أن الكربون ليس وفيرًا بشكل كبير ، حيث لا يشكل سوى حوالي 0.025 في المائة من قشرة الأرض. ومع ذلك فهو يشكل مركبات أكثر من جميع العناصر الأخرى مجتمعة ،
وفي عام 1961م ، تم اختيار نظير الكربون 12 ، ليحل محل الأكسجين كمعيار نسبي ، ويتم قياس الأوزان الذرية لجميع العناصر الأخرى ، والكربون 14 ، المشع ،
هو النظير المستخدم في مواعدة الكربون المشع ، والتسمية الإشعاعية. والكربون 12 والكربون 14 ، هما نظيران للعنصر الكربوني ، والفرق بين كربون -12 ، وكربون -14 هو عدد النيوترونات في كل ذرة. [1] الفرق بين الكربون 12 والكربون 14
يشير الرقم المعطى بعد اسم الذرة إلى عدد البروتونات بالإضافة إلى النيوترونات في ذرة أو أيون ، وتحتوي ذرات نظائر الكربون على 6 بروتونات ، وتحتوي ذرات الكربون -12 ، على 6 نيوترونات ،
بينما تحتوي ذرات الكربون -14 ، على 8 نيوترون. وسيكون للذرة المحايدة نفس عدد البروتونات ، والإلكترونات ،
لذا فإن الذرة المحايدة من الكربون 12 ، أو الكربون 14 ، سيكون لها 6 إلكترونات ،
وعلى الرغم من أن النيوترونات ،لا تحمل شحنة كهربائية ، إلا أن لها كتلة مماثلة لكتلة البروتونات ،
لذلك فإن النظائر المختلفة ، لها وزن ذري مختلف ، كما أن الكربون 12 ،
أخف من الكربون 14. 1- لذا فالكربون 12 والكربون 14 نظائر للكربون ، ومن بين هذين النظرين ،
فإن الكربون 12 هو الأكثر وفرة ، وهذان النظيران الكربونيان يختلفان بشكل أساسي في عدد كتلتهما،
فعدد كتلة الكربون 12 هو 12 ، والكتلة 14 الكربون 14. 2- يأتي الكربون 12 بنفس عدد البروتونات والنيوترونات ، بينما يحتوي الكربون 14 على أرقام بروتونات ونيوترونات مختلفة ،
فيحتوي الكربون 12 على ستة بروتونات وستة نيوترونات ،
ويحتوي الكربون 14 على 6 بروتونات وثمانية نيوترونات. 3- عند مقارنة النظائر ، فإن الكربون 14 نادر ، وشيء آخر
يمكن رؤيته هو أن الكربون 12 هو نظير مستقر ،
والكربون 14 هو نظير غير مستقر ،
والكربون 12 مستقر لأنه يحتوي على نفس العدد من البروتونات والنيوترونات ، والكربون 14 غير مستقر بسبب الاختلاف في أعداد البروتونات والنيوترونات. 4- بما أن الكربون 14 غير مستقر ،
فإنه يتفكك ، أو يمر بالتحلل الإشعاعي ،
ويبلغ عمر النصف للكربون 14 5730 سنة ،
لا يمر الكربون 12 من خلال الاضمحلال الإشعاعي ، كما يتحلل الكربون 14 ، ويتم استخدامه لتحديد العينات الأثرية. 5- والكربون 12 له أهميته الخاصة ،
حيث يتم استخدامه كشكل قياسي لقياس الوزن الذري لجميع العناصر ، قبل عام 1959م ، وكان الأكسجين هو الشكل القياسي المستخدم ،
وفي عام 1961م استبدل الكربون 12 الأكسجين ، باعتباره الشكل القياسي للقياس. 6- كما أن الكربون 14 أثقل ، بحوالي 20 في المائة من الكربون 12، ويحتوي الكربون 12 على جزء أكبر ،
من الكائنات الحية عند مقارنته بالكربون 14. 7- يُنسب الفضل إلى اكتشاف الكربون 14،
في عام 1940م ، لمارتن كامين وسام روبن ،
ومع ذلك اقترح فرانز كوري وجود الكربون 14 في عام 1934م. [2] نظائر الكربون والنشاط الإشعاعي
بسبب اختلاف عدد النيوترونات ،
يختلف كربون -12 ، وكربون -14 من حيث النشاط الإشعاعي ، فالكربون 12 هو نظير مستقر ، من ناحية أخرى ، يخضع الكربون -14 لتدهور إشعاعي : 146C → 147N + 0-1e ، ( نصف العمر 5720 سنة).
نظائر الكربون الشائعة الأخرى
النظير الآخر الشائع للكربون هو الكربون -13، يحتوي الكربون 13 على 6 بروتونات ،
تمامًا مثل نظائر الكربون الأخرى ، ولكنه يحتوي على 7 نيوترونات ، وهي ليست مشعة ،
وعلى الرغم من أن 15 نظيرًا للكربون معروفة ،
فإن الشكل الطبيعي للعنصر
يتكون من خليط من ثلاثة منها فقط:
الكربون 12 ، والكربون 13 ، والكربون 14. معظم الذرات هي كربون -12. ويُعد قياس الفرق في النسبة بين الكربون -12 ، والكربون -14 مفيدًا في تحديد عمر المواد العضوية ،
حيث إن الكائن الحي يتبادل الكربون ،
ويحافظ على نسبة معينة من النظائر ، وفي الكائنات الحية المريضة ،
لا يوجد تبادل للكربون ، ولكن الكربون 14 الموجود حاليًا يتحلل إشعاعيًا ،
لذلك بمرور الوقت ، يصبح التغيير في نسبة النظائر أكبر وأكبر. [3] تاريخ الكربون 14
يؤرخ الكربون -14 ،
ويسمى أيضًا بمواعيد الكربون المشع ، طريقة تحديد العمر التي تعتمد على تحلل النيتروجين من الكربون المشع (الكربون 14) ،
ويتكون الكربون 14 باستمرار في الطبيعة ، من خلال تفاعل النيوترونات مع النيتروجين 14 ،
في الغلاف الجوي للأرض ، ويتم إنتاج النيوترونات المطلوبة ، لهذا التفاعل بواسطة الأشعة الكونية المتفاعلة مع الغلاف الجوي. ويدخل الكربون المشع الموجود في جزيئات ثاني أكسيد الكربون ،
في الغلاف الجوي دورة الكربون البيولوجية ، فيتم امتصاصه من الهواء بواسطة النباتات الخضراء ، ومن ثم ينتقل بعد ذلك إلى الحيوانات ،
من خلال السلسلة الغذائية. ويتحلل الكربون المشع ببطء في كائن حي ،
ويتم تجديد الكمية المفقودة باستمرار ،
طالما أن الكائن الحي يأخذ الهواء أو الطعام ،
ومع ذلك فبمجرد وفاة الكائن الحي ،
يتوقف عن امتصاص الكربون 14 ، بحيث تقل كمية الكربون المشع في أنسجته بشكل مطرد. [4] ويبلغ عمر النصف للكربون 14 5،730 ± 40 عامًا ،
أي أن نصف كمية النظائر المشعة الموجودة في أي وقت ، وسيخضع لتفكك عفوي خلال السنوات الـ 5،730 التالية ، ونظرًا لأن الكربون 14 يتحلل عند هذا المعدل الثابت ، يمكن إجراء تقدير للتاريخ الذي مات فيه الكائن الحي ،
من خلال قياس كمية الكربون المشع المتبقي. وقد تم تطوير طريقة الكربون 14 بواسطة الفيزيائي الأمريكي Willard F. Libby ، حوالي عام 1946م ،
وقد أثبتت أنها تقنية متعددة الاستخدامات ،
تعود إلى الأحافير ، والعينات الأثرية من 500 إلى 50000 سنة ،
ويتم استخدام هذه الطريقة على نطاق واسع ،
من قبل الجيولوجيين Pleistocene ،
وعلماء الأنثروبولوجيا وعلماء الآثار ، والمحققين في المجالات ذات الصلة.
til hgtvr fdk hg;vf,k 12 ,hg;vf,k 14