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प्रत्येक तात्विक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन होते हैं। यद्यपि प्रत्येक तत्व में सामान्यतः प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या होती है, न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न हो सकती है। जब कार्बन जैसे एकल तत्व के परमाणुओं में अलग-अलग संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं, और इसलिए अलग-अलग परमाणु द्रव्यमान होते हैं, तो उन्हें आइसोटोप कहा जाता है। ”कई अन्य तत्वों की तरह, कार्बन में एक बहुत ही सामान्य आइसोटोप है, और कई अन्य जो काफी दुर्लभ हैं।
कार्बन -12
सबसे आम कार्बन आइसोटोप कार्बन -12 है। इसका नाम दर्शाता है कि इसके नाभिक में छह प्रोटॉन और छह न्यूट्रॉन होते हैं, कुल 12 के लिए। पृथ्वी पर, कार्बन -12 प्राकृतिक रूप से होने वाले कार्बन का लगभग 99 प्रतिशत है। तत्वों के द्रव्यमान को मापने के लिए वैज्ञानिक परमाणु द्रव्यमान इकाइयों या एमु का उपयोग करते हैं। कार्बन -12 में ठीक 12.000 का एमू है। यह संख्या अन्य सभी समस्थानिकों के परमाणु द्रव्यमान को मापने के लिए संदर्भ मानक है।
अन्य आइसोटोप
अन्य दो स्वाभाविक रूप से होने वाले कार्बन समस्थानिक कार्बन -13 हैं, जिनमें सभी कार्बन समस्थानिकों का लगभग 1 प्रतिशत और कार्बन -14 शामिल हैं, जो स्वाभाविक रूप से होने वाले कार्बन के लगभग दो-खरबों के खाते हैं। कार्बन -13 में "13" इंगित करता है कि आइसोटोप के नाभिक में छह के बजाय सात न्यूट्रॉन होते हैं। कार्बन -14, निश्चित रूप से, आठ न्यूट्रॉन होते हैं। वैज्ञानिकों ने कार्बन -8 से कार्बन -22 तक कृत्रिम कार्बन समस्थानिक भी बनाए हैं, लेकिन इन अस्थिर समस्थानिकों के व्यावहारिक उपयोग सीमित हैं।
कार्बन -13
जीवित जीव कार्बन -13 से अधिक कार्बन -12 के लिए वरीयता दिखाते हैं, और इसलिए कार्बन -12 के अनुपात में उच्च स्तर को अवशोषित करते हैं। इस प्रकार, वैज्ञानिक वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड की पिछली सांद्रता का अनुमान लगाने के लिए बर्फ के कोर और पेड़ के छल्ले में कार्बन -13 से कार्बन -12 के अनुपात का अध्ययन कर सकते हैं। इसी तरह, क्लाइमेटोलॉजिस्ट इस अनुपात को समुद्री जल में ट्रैक कर सकते हैं ताकि कार्बन डाइऑक्साइड के लिए समुद्र की अवशोषण दर का अध्ययन किया जा सके।
कार्बन -14
कार्बन -12 और कार्बन -13 के विपरीत, कार्बन -14 रेडियोधर्मी है। समय के साथ, रेडियोधर्मी आइसोटोप का क्षय होता है, और एक निश्चित मात्रा में विकिरण निकलता है। प्रत्येक जीवित जीव कार्बन डाइऑक्साइड लेता है, जिसमें कार्बन -14 की थोड़ी मात्रा शामिल होती है। जीव के मरने के बाद, उसके शरीर में कार्बन -14 धीरे-धीरे कम हो जाता है। क्योंकि वैज्ञानिकों को पता है कि कार्बन -14 की दर किस दर पर है, वे प्राचीन जीवों में कार्बन -14 के स्तर की जांच कर अनुमान लगा सकते हैं कि वे कब रहते थे। इस तकनीक को कार्बन डेटिंग कहा जाता है।