Sauerstoff-17

17	O
8

Sauerstoff-17 ist ein stabiles Isotop des chemischen Elements Sauerstoff. Der Atomkern des Nulids besteht aus 8 Neutronen und den für das Element spezifischen 8 Protonen; die Summe dieser Nukleonen ergibt sie Massenzahl 17.

Siehe auch: Übersicht über die Sauerstoff-Isotope.

 

Allgemeine Daten

Ausgangsnuklide

Direkte Mutternuklide sind: ¹⁷N, ¹⁷F.

 

Natürliches Vorkommen

Vergleich der natürlichen Sauerstoff-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):

 

	Atommasse Ar	Anteil	Halbwertszeit	Spin
Sauerstoff Isotopengemisch	15,999 u	100 %
Isotop 17O	16,999131757(5) u	0,03835(96) %	stabil	5/2+
Isotop 18O	17,999159613(5) u	0,2045 %	stabil	0+
Isotop 16O	15,994914619(1) u	99,757 %	stabil	0+

 

NMR-Daten

Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid ¹⁷O.

Sauerstoff-17 ist zwar ein O-Isotop mit geringer Häufigkeit, aber auf Grund seines Spins das einzige, welches in NMR-Messungen verwendet werden kann (¹⁷O-NMR-Spektroskopie). ¹⁷O ist mit einer Spinquantenzahl von I = 5/2 quadrupolar und liefert daher breite NMR-Signale. Das negative magnetogyrische Verhältnis γ resultiert aus der Gegenläufigkeit von Kernspin und magnetischem Moment. Für die absolute Empfindlichkeit des ¹⁷O ergibt sich unter Einbeziehung der natürlichen Häufigkeit ein Wert von 0,0000108.

Insgesamt ist ¹⁷O für die NMR-Spektroskopie wesentlich schwerer zu handhaben, als andere Isotope. Neuere technische Methoden und Entwicklungen haben den Einsatz des Isotops in der Kernspinresonanzspektroskopie jedoch wesentlich erleichert. Insbesondere die NMR-Spektroskopie von Biomolekülen ist in diesem Zusammenhang interessant, da O-Atome häufig als Bindeglieder zwischen verschiedenen Strukturen und funktionellen Gruppierungen auftreten - etwa in Proteinen; und Sauerstoff ist Bestandteil von Wasserstoffbrückenbindungen, so dass sich die ¹⁷O-NMR hervorragend zur Untersuchung dreidimensionaler Strukturen - wie der Proteinfaltung - einsetzen läßt [3].

Weitere Anwendungsbeispiele: Untersuchung von Verfahren zur CO₂-Abscheidung [4], Untersuchung Kathodenmaterialien von Lithium-Ionen-Batterien [5].

 

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Sauerstoff-17 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 9) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 17) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

 

OZ	Isotone N = 9	Isobare A = 17
3	12Li
4	13Be
5	14B	17B
6	15C	17C
7	16N	17N
8	17O	17O
9	18F	17F
10	19Ne	17Ne
11	20Na	17Na
12	21Mg
13	22Al
14	23Si
15	24P

 

Externe Daten und Identifikatoren

Literatur und Quellen

[1] - Patrick Maynard Stuart Blackett:
The ejection of protons from nitrogen nuclei, photographed by the Wilson method.
In: Proceedings of the Royal Society A, 107, 742, (1925), DOI 10.1098/rspa.1925.0029.

[2] - Ioannis P. Gerothanassis:
Oxygen-17 NMR spectroscopy: Basic principles and applications.
In: Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, 56, 2, 95-197, (2010), DOI 10.1016/j.pnmrs.2009.09.002.

[3] - Martin F. Miller; Andreas Pack:
Why Measure 17O? Historical Perspective, Triple-Isotope Systematics and Selected Applications.
In: Reviews in Mineralogy and Geochemistry, (2021), DOI 10.2138/rmg.2021.86.01.

[4] - Srinivasan Muniyappan, Yuxi Lin, Young-Ho Lee, Jin Hae Kim:
¹⁷O NMR Spectroscopy: A Novel Probe for Characterizing Protein Structure and Folding.
In: Biology, 10(6), (2021), DOI 10.3390/biology10060453.

[5] - Astrid Berge et al.:
Revealing Carbon Capture Chemistry with 17-Oxygen NMR Spectroscopy.
In: ChemRxiv, (2021), DOI 10.26434/chemrxiv-2021-09vcw.

[6] - Euan N. Bassey, Philip J. Reeves, Ieuan D. Seymour, Clare P. Grey:
¹⁷O NMR Spectroscopy in Lithium-Ion Battery Cathode Materials: Challenges and Interpretation.
In: Journal of the American Chemical Society, 144, 41, 18714-18729, (2022), DOI 10.1021/jacs.2c02927.

 

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Letzte Änderung am 09.10.2024.

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