Obsah
Jadro každého elementárneho atómu obsahuje protóny, neutróny a elektróny. Aj keď každý prvok má obvykle rovnaký počet protónov a elektrónov, počet neutrónov sa môže meniť. Keď atómy jedného prvku, ako je uhlík, majú rôzne počty neutrónov, a preto rôzne atómové hmotnosti, nazývajú sa „izotopy“. Rovnako ako mnoho iných prvkov má uhlík jeden veľmi bežný izotop a niekoľko ďalších, ktoré sú dosť zriedkavé.
Uhlík-12
Najbežnejším izotopom uhlíka je uhlík-12. Jeho názov znamená, že jeho jadro obsahuje šesť protónov a šesť neutrónov, teda celkom 12. Na Zemi predstavuje uhlík-12 takmer 99 percent prírodne sa vyskytujúceho uhlíka. Vedci používajú jednotky atómovej hmotnosti alebo amu na meranie hmotnosti prvkov. Uhlík-12 má amu presne 12 000. Toto číslo je referenčným štandardom na meranie atómovej hmotnosti všetkých ostatných izotopov.
Iné izotopy
Ďalšími dvoma prirodzene sa vyskytujúcimi uhlíkovými izotopmi sú uhlík-13, ktorý obsahuje približne 1 percento všetkých uhlíkových izotopov, a uhlík-14, čo predstavuje asi dve miliardy biliónov prírodne sa vyskytujúceho uhlíka. „13“ v uhlíku-13 znamená, že jadro izotopu obsahuje sedem neutrónov namiesto šiestich. Uhlík-14 obsahuje samozrejme osem neutrónov. Vedci tiež vytvorili umelé uhlíkové izotopy siahajúce od uhlíka-8 po uhlík-22, ale praktické použitie týchto nestabilných izotopov je obmedzené.
Uhlík-13
Živé organizmy uprednostňujú uhlík-12 pred uhlíkom-13, a preto absorbujú neúmerne vysoké úrovne uhlíka-12. Vedci tak môžu študovať pomer uhlíka-13 k uhlíku-12 v jadrách ľadu a stromových krúžkoch, aby odhadli minulé koncentrácie atmosférického oxidu uhličitého. Podobne môžu klimatológovia sledovať tento pomer v morskej vode a študovať mieru absorpcie oxidu uhličitého v oceáne.
Uhlík-14
Na rozdiel od uhlíka-12 a uhlíka-13 je uhlík-14 rádioaktívny. V priebehu času sa rádioaktívne izotopy rozpadajú a uvoľňujú určité množstvo žiarenia. Každý živý organizmus prijíma oxid uhličitý, ktorý obsahuje malé množstvo uhlíka-14. Po odumretí organizmu sa uhlík-14 v tele postupne rozpadá. Pretože vedci poznajú rýchlosť, s akou sa uhlík 14 rozkladá, môžu skúmať hladiny uhlíka 14 v starých organizmoch a odhadovať, kedy žijú. Táto technika sa nazýva uhlíkové datovanie.