de Technische Details: Chemie
atomen, de fundamentele eenheid van alle materie, kunnen sterk van elkaar verschillen. Hoewel atomen te klein zijn om te zien zonder gebruik te maken van krachtige microscopen, zijn ze samengesteld uit nog kleinere deeltjes: protonen, neutronen en elektronen.
elektronen, die extreem lichte, negatief geladen deeltjes zijn, draaien rond een centrale massa–de kern van een atoom. Atomen kunnen elektronen winnen of verliezen, die de lading van het atoom veranderen (het creëren van ionen). Het atoom blijft echter hetzelfde element of het nu een positieve, negatieve of neutrale lading heeft.
de kleine, dichte kern (of centrum) van het atoom bevat de andere componenten–de protonen en neutronen. Protonen zijn positief geladen deeltjes, en het aantal protonen is altijd gefixeerd voor een bepaald element. Met andere woorden, het aantal protonen is wat elk element zijn unieke, individuele identiteit geeft. Een koolstofatoom heeft bijvoorbeeld zes protonen, maar een atoom met slechts vijf protonen is Boor, terwijl een atoom met zeven protonen het element stikstof is.
neutronen zijn neutraal – ze hebben geen lading. Isotopen zijn atomen van hetzelfde element met een verschillend aantal neutronen. Hoewel isotopen van hetzelfde element tweelingen zijn als het gaat om reactiviteit, betekent het verschillende aantal neutronen dat ze een andere massa hebben. Bepaalde isotopen zijn meer aanwezig in sommige materialen dan andere omdat sommige fysische en chemische processen “de voorkeur” geven aan een isotoop boven een andere. Deze verschillen in isotopische abundantie worden gebruikt als “labels” om de verschillende bronnen van CO2 in een atmosferisch CO2-monster te identificeren. Atmosferische wetenschappers van NOAA gebruiken deze isotopische labels om te bepalen welk percentage van die koolstof afkomstig was van fossiele brandstoffen, de aardse biosfeer, of van de oceaan.
Koolstofisotopen
Koolstofisotopen bestaan in drie vormen. Veruit de meest voorkomende isotoop van koolstof is koolstof-12 (12C), die zes neutronen bevat naast de zes protonen. De op één na zwaarste koolstofisotoop, koolstof-13 (13C), heeft zeven neutronen. Zowel 12C als 13C worden stabiele isotopen genoemd omdat ze niet in andere vormen of elementen in de loop van de tijd vervallen. De zeldzame koolstof-14 (14C) isotoop bevat acht neutronen in zijn kern. In tegenstelling tot 12C en 13C is deze isotoop onstabiel of radioactief. Na verloop van tijd zal een 14C-atoom vervallen in een stabiel product.
het overgrote deel van alle koolstof op aarde is 12C. bijna 99% van alle koolstof op aarde is van deze vorm. Terwijl slechts ongeveer 1% van alle koolstof op aarde van de 13C isotopische vorm is, is 14C nog steeds veel zeldzamer. Slechts één op elke biljoen koolstofatomen is 14C.
om een idee te krijgen van hoe weinig 14C-atomen er zijn vergeleken met 12C, laten we een vergelijken met een biljoen. Een biljoen is een miljoen miljoenen. Als je een biljoen biljetten van één dollar zou opstellen, zou het zich bijna uitstrekken van de aarde naar de zon!