主要的氧同位素
標準原子質量 (A r, 標準 ) [7001159990300000000♠ 15.99903 7001159997700000000♠ 15.99977 [ 1] 傳統: 15.999
氧 原子量 ：15.9994）共有18個已知同位素 ，質量數 介於11-28之間，其中有3個是穩定 的，分別是16 O、17 O、18 O，其中以16 O占天然氧的絕大部分，豐度 為99.76%。在氧的放射性同位素 当中，15 O半衰期最长，达122.266秒；而原子核滴线 外的11 O半衰期最短，只有1.98×10-22 秒，但目前仍未测量同处原子核滴线外的27 O和28 O的半衰期。[ 2]
符號
Z
N
同位素質量（u ）[ n 1]
半衰期 [ n 1] 衰變 [ 3] 衰變 [ n 2] 原子核 自旋 [ n 3] 相對豐度 莫耳 分率）[ n 1]
相對豐度 莫耳 分率）
11 O[ 4] 8
3
11.05125(6)
6978198000000000000♠ 1.98(22)× 10−22 s6987370102768497000♠ 2.31± 0.14 MeV 2p
9 C
(3/2−)
12 O
8
4
12.034405(20)
580(30)×10−24 s
2p (60.0%)
10 C
0+
p (40.0%)
11 N
13 O
8
5
13.024812(10)
8.58(5) ms
β+ (89.1%)
13 N(3/2−)
β+ , p (10.9%)
12 C
14 O
8
6
14.00859625(12)
70.598(18) s
β+
14 N0+
15 O
8
7
15.0030656(5)
122.24(16) s
β+
15 N1/2−
16 O[ n 4] 8
8
15.994914619257(319)
稳定 0+
0.99757(16)
0.99738–0.99776
17 O[ n 5] 8
9
16.999131755953(692)
稳定 5/2+
3.8(1)×10−4
3.7×10−4 –4.0×10−4
18 O[ n 4] [ n 6] 8
10
17.999159612136(690)
穩定 0+
2.05(14)×10−3
1.88×10−3 –2.22×10−3
19 O
8
11
19.003580(3)
26.464(9) s
β−
19 F5/2+
20 O
8
12
20.0040767(12)
13.51(5) s
β−
20 F
0+
21 O
8
13
21.008656(13)
3.42(10) s
β−
21 F
(5/2+)
22 O
8
14
22.00997(6)
2.25(15) s
β− (78.0%)
22 F
0+
β− , n (22.0%)
21 F
23 O
8
15
23.01569(13)
82(37) ms
β− , n (57.99%)
22 F
1/2+
β− (42.0%)
23 F
24 O
8
16
24.02047(25)
77.4(45) ms
β− , n (57.99%)
23 F
0+
β− (42.01%)
24 F
25 O
8
17
7001250293400000000♠ 25.02934 (18)6979517999999999999♠ 5.18(35) zsn
24 O
3/2+#
26 O
8
18
7001260372100000000♠ 26.03721 (18)6988420000000000000♠ 4.2(3.3) ps2n
24 O
0+
27 O[ 2] 8
19
3n
24 O
28 O[ 2] 8
20
4n
24 O
0+
^ 1.0 1.1 1.2 用括號括起來的數據代表不確定性。
^ 穩定 的衰變產物以粗體 表示。^ 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
^ 4.0 4.1 16 O和18 O之间的比例用于测量δ 18 O^ 可用于代谢途径的NMR研究
^ 可用于研究某些代谢途径
在大質量恆星 的老年期，16 O於氧殼合成，17 O於氫殼合成，18 O於氦殼合成。 氧的3種穩定同位素 是16 O、17 O、18 O，其中16 O最多，豐度 為99.762 %[ 5]
16 O的豐度最大可以由恒星演化論 解釋。大爆炸 產生宇宙 時僅形成了氫 和氦 元素，其他元素都是透過後來的恒星 中進行的核聚變 反應合成的[ 6] 質子-質子鏈反應 與碳氮氧循環 首先進行，「燃燒」氫 產生氦 。隨着燒氫的進行，核在自身重力下收縮，中心温度上昇，當温度超過約1億K 時，「燃燒」氦的3氦過程 開始，由此產生12 C4 He）原子核反應生成16 O。大部分的16 O由此產生。
17 O的豐度為0.037%，18 O為0.204%，是微量的穩定同位素。17 O主要是在恆星的碳氮氧循環 中，氫燃燒產生氦時合成的[ 6] 18 O是14 N捕獲4 He合成的（14 N由碳氮氧循環產生）。因此，17 O主要於恒星的氫殼富集，18 O主要於恒星的氦殼富集。[ 6]
氧有十三种放射性同位素 已获得表征，其中最稳定的是半衰期 122.24秒的15 O和半衰期70.606秒的14 O。[ 5] [ 5] 24 O和28 Ne[ 7] 衰变模式 是β+ 衰变 成氮 ，[ 8] [ 9] [ 10] β− 衰变 衰变成氟 。
氧-15是氧的放射性同位素 ，常以氧-15水 正电子断层扫描 （PET）的心肌灌注成像 脑 成像。[ 11] [ 12] 半衰期 122.24秒。[ 13] 回旋加速器 中用氘 轰击氮-14 而成。[ 14]
氧-15和氮-13分别由γ射线 把大气中的氧-16和氮-14的一个中子轰掉而成：[ 15]
16 O + γ → 15 O + n14 N + γ → 13 N + n氧-15会以约两分钟的半衰期衰变成氮-15，并放出一个正电子 。这个正电子迅速和一个电子湮灭，并产生两个能量约为511 keV的γ射线。这些低能量的γ射线只能在空气中移动90米。它和来自氮-13的正电子产生的γ射线一样只能在一分钟内左右检测到，因为15 O和13 N的“云”会随风飘散。[ 16]
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穩定9個
穩定6個
穩定5個
穩定4個
穩定3個
穩定2個
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