同位素百科

基本信息

• 化学式：¹⁵N₂

• 分子量：30.00 g/mol

• CAS号：29817-79-6

• 同位素丰度：¹⁵N ≥ 98%

• 物理状态：无色无味气体

同位素特性

¹⁵N（氮-15）：

• 天然丰度：~0.37%

• 自旋量子数（I）= 1/2（可用于核磁共振 NMR 研究）

• 非放射性，稳定同位素

制备方法

¹⁵N₂ 通常通过以下方式制备：

1. ¹⁵N 富集化合物的分解：

   • 加热¹⁵NH₄Cl（氯化铵-¹⁵N）或¹⁵NH₄NO₃（硝酸铵-¹⁵N）分解生成¹⁵N₂。

2. 同位素交换法：

   • 普通 N₂ 与¹⁵N 标记的氨（¹⁵NH₃）在催化剂作用下交换。

3. 化学还原法：

   • 使用¹⁵NO₃⁻（硝酸盐-¹⁵N）还原生成¹⁵N₂。

应用领域

1. 核磁共振（NMR）研究：

   • 用于蛋白质、核酸及其他生物分子的结构解析。

2. 农业与生态学研究：

   • 作为示踪剂，研究氮循环、植物吸收及土壤微生物代谢。

3. 医学与生物化学：

   • 用于代谢途径研究，如氨基酸、核苷酸的合成与分解。

4. 化学合成：

   • 制备¹⁵N 标记的化合物，如¹⁵NH₃、¹⁵N-氨基酸等。

安全与储存

• 惰性气体：无毒，但高浓度可能造成窒息（置换氧气）。

• 储存：高压钢瓶储存，避免高温和剧烈震动。

• 防护措施：在通风良好的环境中使用，避免密闭空间泄漏。

参考文献

• International Isotope Society (IIS)

• National Institute of Standards and Technology (NIST)

注：¹⁵N₂ 主要用于科研，需在专业指导下使用。