Isotopfordelingen

Isotopfordelingen beskriver hvordan isotoper av ett eller flere grunnstoffer er fordelt i en prøve. Den avhenger av naturlige forekomster av stabile isotoper og eventuelle kunstig innførte isotoper som brukes i forskning. Isotoper av samme grunnstoff har nesten identisk kjemisk atferd, men ulike kjerner gir små forskjeller som kan måles med riktig instrumentering, for eksempel massespektrometri.

For hvert grunnstoff finnes en karakteristisk naturlig isotopfordeling. Eksempelvis er hydrogen omtrent 99,985 prosent 1H og ca. 0,015 prosent 2H (tungt hydrogen). Karbon har omtrent 98,93 prosent 12C og 1,07 prosent 13C. Nitrogen er cirka 99,632 prosent 14N og 0,368 prosent 15N, mens oksygen har omtrent 99,757 prosent 16O, 0,038 prosent 17O og 0,205 prosent 18O. Slike forhold gir et naturlig isotopmønster for atomsammensetninger og organiske molekyler.

I masse-spektrometri og andre analysemetoder gir isotopfordelingen et tydelig isotopmønster: molekyler med hel- eller delvis ersatte isotoper viser M-, M+1-, M+2-peaker og så videre. Intensiteten av hvert skal vises i forhold til antall forekomster av isotoper i molekylet; for molekyler som inneholder mange karbonatomer, øker M+1-peakens størrelse raskt med antallet karbon.

Anvendelser av isotopfordelingen omfatter kvantitativ analyse ved isotop-dilusjon, sporing og merking av molekyler med stabile isotoper (som 13C, 15N, 18O), metabolsk og miljøforskning, samt geokjemiske og arkeologiske studier. Beregninger av forventede isotopmønstre gjøres ofte med binomiale eller multinomiale fordelinger og verktøy som spesialiserte kalkulatorer i masse-spektrometri.

---