stringtranslate.com

Моноизотопный элемент

  Моноизотопные и мононуклидные элементы
    Моноизотопные, но существуют первичные радионуклиды.

Моноизотопный элемент — это элемент, который имеет только один стабильный изотоп (нуклид). Всего таких элементов, как указано, 26.

Стабильность химических элементов определяется экспериментально, так как существует ряд стабильных нуклидов с атомными номерами более ~  40, которые теоретически нестабильны, но, по-видимому, имеют настолько длительный период полураспада, что они не наблюдались ни прямо, ни косвенно (по измерению продуктов ) распадаться.

Моноизотопные элементы характеризуются, за исключением одного случая, нечетным числом протонов (нечетное Z ) и четным числом нейтронов. Из-за выигрыша энергии от спаривания ядер нечетное число протонов придает нестабильность изотопам с нечетным Z , что в более тяжелых элементах требует полностью спаренного набора нейтронов, чтобы компенсировать эту тенденцию к стабильности. (Пять стабильных нуклидов с нечетным Z и нечетным числом нейтронов — это водород-2, литий-6, бор-10, азот-14 и тантал-180m1.)

Единственным моноизотопным исключением из правила нечетного Z является бериллий; его единственный стабильный первичный изотоп бериллий-9 имеет 4 протона и 5 нейтронов. Этот элемент не может иметь стабильный изотоп с равным количеством нейтронов и протонов ( бериллий-8 , по 4 каждого) из-за его нестабильности по отношению к альфа-распаду , которому благоприятствует чрезвычайно сильная связь ядер гелия-4 . Наличие стабильного изотопа с 4 протонами и 6 нейтронами не позволяется из-за очень большого несоответствия соотношения протонов/нейтронов для такого легкого элемента. (Тем не менее, период полураспада бериллия-10 составляет 1,36 миллиона лет, что слишком мало, чтобы быть первичным , но все же указывает на необычную стабильность для легкого изотопа с таким дисбалансом.)

Дифференциация от мононуклидных элементов

Набор моноизотопных элементов перекрывается, но не совпадает с набором из 21 мононуклидного элемента , которые характеризуются наличием по существу только одного изотопа (нуклида), встречающегося в природе. [1] Причиной этого является появление в природе некоторых долгоживущих радиоактивных первичных нуклидов , которые могут образовывать примеси с моноизотопами и, таким образом, мешать им быть естественными мононуклидами. Это происходит в случае семи моноизотопных элементов. Эти изотопы моноизотопны, но из-за присутствия долгоживущего радиоактивного первичного нуклида не являются мононуклидными. Этими элементами являются ванадий , рубидий , индий , лантан , европий , лютеций и рений . Что касается индия и рения, то долгоживущий радионуклид фактически является наиболее распространенным изотопом в природе, а стабильный изотоп менее распространен.

В двух дополнительных случаях ( висмут [2] и протактиний ) изначально встречаются мононуклидные элементы, которые не являются моноизотопными, поскольку встречающийся в природе нуклид радиоактивен, и, следовательно, элемент вообще не имеет стабильных изотопов. Чтобы элемент был моноизотопным, он должен иметь один стабильный нуклид.

Список (наблюдательно стабильных) моноизотопных элементов, упорядоченных по атомному номеру и весу

Немононуклидные элементы отмечены звездочкой и указан долгоживущий первичный радиоизотоп . В двух случаях (индий и рений) наиболее распространенным в природе изотопом является слаборадиоактивный, а в случае европия - почти половина его.

  1. Бериллий-9
  2. Фтор-19
  3. Натрий-23
  4. Алюминий-27
  5. Фосфор-31
  6. Скандий-45
  7. Ванадий-51 * в природе встречается с 0,25% радиоактивного ванадия-50.
  8. Марганец-55
  9. Кобальт-59
  10. Мышьяк-75
  11. Рубидий-85 * в природе встречается с 27,835% радиоактивного рубидия-87.
  12. Иттрий-89
  13. Ниобий-93
  14. Родий-103
  15. Индий-113 * в природе встречается с большинством (95,7%) радиоактивного изотопа индия-115.
  16. Йод-127
  17. Цезий-133
  18. Лантан-139 * в природе встречается с 0,09% радиоактивного лантана-138.
  19. Празеодим-141
  20. Европий-153 * в природе встречается с 47,8% радиоактивного европия-151.
  21. Тербий-159
  22. Гольмий-165
  23. Тулий-169
  24. Лютеций-175 * в природе встречается с 2,59% радиоактивного лютеция-176.
  25. Рений-185 * в природе встречается с большинством (62,6%) радиоактивного изотопа рения-187.
  26. Золото-197

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Н. Е. Холден, «Стандартные значения атомного веса мононуклидных элементов - 2001», BNL-NCS-68362, Брукхейвенская национальная лаборатория (2001).
  2. До 2003 года считалось, что 209 Bi относится к первой категории. Затем было обнаружено, что период полураспада составляет 10 19 лет, что примерно в миллиард раз превышает возраст Вселенной. См. Висмут

Внешние ссылки