Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с 21 мононуклидным элементом , определяемым как элементы , содержащие только один значительный естественный нуклид.
  Моноизотопные и мононуклидные элементы
    Моноизотопные, но естественные радионуклиды существуют

Моноизотопная элемент является элементом , который имеет только один стабильный изотоп (нуклидов). Всего 26 элементов обладают этим свойством. Список приведен в следующем разделе.

Стабильность химических элементов определяется экспериментально, поскольку существует ряд стабильных нуклидов с атомными номерами более ~  40, которые теоретически нестабильны, но, по-видимому, имеют настолько длительный период полураспада, что они не наблюдались прямо или косвенно (по результатам измерения продуктов). разлагаться.

Моноизотопные элементы характеризуются, за исключением единственного случая, нечетным числом протонов (нечетное Z ) и четным числом нейтронов. Из-за увеличения энергии за счет эффектов 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. (Четыре стабильных нуклида с нечетным Z и нечетным числом нейтронов - это водород-2, литий-6, бор-10 и азот-14.)

Единственным мононуклидным исключением из правила нечетных Z является бериллий; его единственный стабильный первичный изотоп, бериллий-9, имеет 4 протона и 5 нейтронов. Этот элемент не имеет стабильного изотопа с равным числом нейтронов и протонов ( бериллий-8 , по 4 каждого из них) из-за его нестабильности к альфа-распаду , чему способствует чрезвычайно прочное связывание ядер гелия-4 . Он не может иметь стабильный изотоп с 4 протонами и 6 нейтронами из-за очень большого несоответствия в соотношении протон / нейтрон для такого легкого элемента. (Тем не менее, бериллий-10 имеет период полураспада 1,36 миллиона лет, что слишком мало, чтобы быть изначальным., но все же указывает на необычную стабильность для легкого изотопа с таким дисбалансом.)

Дифференциация от мононуклидных элементов [ править ]

Набор моноизотопных элементов перекрывается, но не совпадает с набором из 21 мононуклидного элемента , которые характеризуются наличием только одного изотопа (нуклида), встречающегося в природе. [1] Причиной этого является наличие в природе некоторых долгоживущих радиоактивных первичных нуклидов , которые могут образовывать примеси с моноизотопами и, таким образом, препятствовать тому, чтобы они были естественными мононуклидами. Это происходит в случаях 7 ( 26 - 19 = 7 ) моноизотопных элементов. Эти изотопы являются моноизотопами, но из-за присутствия долгоживущего радиоактивного первичного нуклида не являются мононуклидами. Эти элементы: ванадий , рубидий , индий ,лантан , европий , рений и лютеций . См. Список ниже; в двух отмеченных случаях (индий и рений) долгоживущий радионуклид на самом деле является наиболее распространенным изотопом в природе, а стабильный изотоп - менее распространенным.

В 2 дополнительных случаях ( висмут [2] и протактиний ) изначально присутствуют мононуклидные элементы, которые не являются моноизотопами, потому что встречающийся в природе нуклид радиоактивен, и, таким образом, элемент вообще не имеет стабильных изотопов. Чтобы элемент был моноизотопным, он должен иметь один стабильный нуклид.

Список (стабильных с точки зрения наблюдений) моноизотопных элементов, упорядоченных по атомному номеру и весу [ править ]

Немононуклидные элементы отмечены звездочкой и дан долгоживущий первичный радиоизотоп . В двух примечательных случаях (индий и рений) наиболее распространенным изотопом природного происхождения является умеренно радиоактивный изотоп, а в случае европия - почти половина.

  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 рений-187.
  26. Золото-197

См. Также [ править ]

  • Первородный нуклид
  • Список нуклидов (отсортированный по периодам полураспада)
  • Таблица нуклидов
  • Изотопная геохимия
  • Радионуклид
  • Мононуклидный элемент
  • Стабильный изотоп
  • Список элементов по стабильности изотопов

Ссылки [ править ]

  1. ^ Н.Э. Холден, "Стандартные значения атомного веса для мононуклидных элементов - 2001", BNL-NCS-68362 , Брукхейвенская национальная лаборатория (2001)
  2. ↑ До 2003 годасчиталось, что 209 Bi относились к первой категории. Затем было обнаружено, что его период полураспада составляет 10 19 лет, что примерно в миллиард раз превышает возраст Вселенной. См. Висмут

Внешние ссылки [ править ]

  • Атомный вес элементов по состоянию на 2000 год, с разделом о моноизотопах, начинающейся на странице 708