Фтор ( 9 F) имеет 18 известных изотопов в диапазоне от 13 F до 31 F (за исключением 30 F) и два изомера ( 18 m F и 26 m F). Только фтор-19 является стабильным и встречается в природе; следовательно, фтор является моноизотопным и мононуклидным элементом , и только искусственно произведенные изотопы фтора имеют массовые числа, отличные от 19.
| |||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, стандартный (F) |
| ||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Самый долгоживущий радиоизотоп - 18 F ; его период полураспада составляет 109,739 минут. Все остальные изотопы фтора имеют период полураспада менее минуты, а большинство из них - менее секунды. Наименее стабильным известным изотопом является 14 F, период полураспада которого составляет 500 (60) × 10 -24 секунды [2], что соответствует спектральной ширине линии около 1 МэВ.
Список изотопов
Нуклид [3] [n 1] | Z | N | Изотопная масса( Да ) [4] [n 2] [n 3] | Период полураспада [n 4] | Режим распада [n 5] | Дочерний изотоп [n 6] | Спин и четность [n 7] [n 4] | Природное изобилие (мольная доля) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | Нормальная пропорция | Диапазон вариации | |||||||
13 F [5] | 9 | 4 | п | 12 O | [n 8] | ||||
14 F | 9 | 5 | 14.03432 (4) | 500 (60) × 10 −24 с [910 кэВ] | п | 13 O | 2− | ||
15 F | 9 | 6 | 15.017785 (15) | 1,1 (0,3) × 10 −21 с [1,0 (2) МэВ] | п | 14 O | 1/2 + | ||
16 F | 9 | 7 | 16.011466 (9) | 11 (6) × 10 −21 с [40 (20) кэВ] | п | 15 O | 0− | ||
17 F | 9 | 8 | 17.00209524 (27) | 64.370 (27) с | β + | 17 O | 5/2 + | ||
18 F [n 9] | 9 | 9 | 18.0009373 (5) | 109,739 (9) мин | β + (96,86%) | 18 O | 1+ | След | |
ЭК (3,14%) [6] | 18 O | ||||||||
18м Ж | 1121.36 (15) кэВ | 162 (7) нс | ЭТО | 18 F | 5+ | ||||
19 F | 9 | 10 | 18.9984031629 (9) | Стабильный | 1/2 + | 1,0000 | |||
20 F | 9 | 11 | 19.99998125 (3) | 11.163 (8) с | β - | 20 Ne | 2+ | ||
21 F | 9 | 12 | 20.9999489 (19) | 4.158 (20) с | β - | 21 Ne | 5/2 + | ||
22 ж | 9 | 13 | 22.002999 (13) | 4,23 (4) с | β - (89%) | 22 Ne | (4+) | ||
β - , n (11%) | 21 Ne | ||||||||
23 F | 9 | 14 | 23.00353 (4) | 2.23 (14) с | β - (86%) | 23 Ne | 5/2 + | ||
β - , n (14%) | 22 Ne | ||||||||
24 F | 9 | 15 | 24,00810 (10) | 384 (16) мс | β - (94,1%) | 24 Ne | 3+ | ||
β - , n (5,9%) | 23 Ne | ||||||||
25 F | 9 | 16 | 25.01217 (10) | 80 (9) мс | β - (76,9%) | 25 Ne | (5/2 +) | ||
β - , n (23,1%) | 24 Ne | ||||||||
26 F | 9 | 17 | 26.02002 (12) | 8,2 (9) мс | β - (86,5%) | 26 Ne | 1+ | ||
β - , n (13,5%) | 25 Ne | ||||||||
26м Ж | 643,4 (1) кэВ | 2,2 (1) мс | IT (82%) | 26 F | (4+) | ||||
β - , n (12%) | 25 Ne | ||||||||
β - (6%) | 26 Ne | ||||||||
27 F | 9 | 18 | 27,02732 (42) | 4.9 (2) мс | β - , n (77%) | 26 Ne | 5/2 + # | ||
β - (23%) | 27 Ne | ||||||||
28 F | 9 | 19 | 28.03622 (42) | 46 × 10 −21 с | п | 27 F | |||
29 F | 9 | 20 | 29.04310 (56) | 2,5 (3) мс | β - , n (60%) | 28 Ne | 5/2 + # | ||
β - (40%) | 29 Ne | ||||||||
31 F | 9 | 22 | 31.06027 (59) # | 1 # мс [> 260 нс] | β - | 31 Ne | 5/2 + # |
- ^ m F - Возбужденный ядерный изомер .
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
- ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ Режимы распада:
EC: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход n: Эмиссия нейтронов п: Эмиссия протонов - ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
- ^ () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Возбужденное состояние 5/2 +, вероятно, наблюдалось, но наблюдение основного состояния сомнительно. [5]
- ^ Имеет лечебное применение
Фтор-18
Из нестабильных нуклидов фтора 18 F имеет самый длительный период полураспада - 109,739 минут. Он имеет две моды распада, основной из которых является эмиссия позитронов. По этой причине 18 F является коммерчески важным источником позитронов . Его основная ценность заключается в производстве радиофармацевтического препарата флудезоксиглюкозы , используемого в позитронно-эмиссионной томографии в медицине.
Как и все радиоизотопы, излучающие позитроны, 18 F также может распадаться за счет захвата электронов . В любом случае, 18 F распадается на 18 O . Однако два режима распада не случаются одинаково часто; 96,86% распадов происходят из-за испускания бета-плюс (позитронов) и 3,14% за счет захвата электронов. [6]
Фтор-18 - самый легкий нестабильный нуклид с равным нечетным числом протонов и нейтронов, по 9 каждого из них. (См. Также обсуждение стабильности нуклидов «магическими числами» .) [7]
Фтор-19
Фтор-19 является единственным стабильным изотопом из фтора . Его распространенность составляет 100%; никаких других изотопов фтора не существует в значительных количествах. Его энергия связи составляет 147801 кэВ. Фтор-19 является ЯМР- активным со спином 1/2, поэтому он используется в спектроскопии ЯМР фтора-19 .
Фтор-20
Фтор-20 является одним из наиболее неустойчивых изотопов из фтора . Он имеет период полураспада 11,13 секунды и подвергается бета-распаду, превращаясь в дочерний нуклид 20 Ne. Его удельная радиоактивность составляет 1,885 × 10 9 ТБк / г, а срок службы составляет 15,87 секунды.
Фтор-21
Фтор-21 , как и фтор-20 , также является одним из нестабильных изотопов этого элемента. Его период полураспада составляет 4,158 секунды. Он также подвергается бета-распаду, оставляя после себя дочерние ядра 21 Ne. Его удельная радиоактивность составляет 4,78 × 10 9 ТБк / г.
Изомеры
Были охарактеризованы только два ядерных изомера (долгоживущие возбужденные состояния ядра), фтор-18m и фтор-26m. [2] Период полураспада 18m F перед испусканием гамма-излучения составляет 162 (7) наносекунды . [2] Это меньше, чем период полураспада любого из основных ядерных состояний радиоизотопа фтора, за исключением массовых чисел 14–16, 28 и 31. [2] Период полураспада 26m F составляет 2,2 (1) миллисекунды. ; он распадается в основном до основного состояния 26 F или (редко через бета-минус-распад ) до одного из высоковозбужденных состояний 26 Ne с испусканием запаздывающих нейтронов . [2]
Внешние ссылки
- Информация о фторе -21 с сайта Wolframalpha.com
- Информация о фторе -20 с сайта Wolframalpha.com
Рекомендации
- ^ Meija, Juris; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
- ^ а б в г д Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
- ^ Период полураспада, мода распада, ядерный спин и изотопный состав получены из:
Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 . - ^ Wang, M .; Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Хуанг, WJ; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030003 .
- ^ а б Благотворительность, Р. Дж. (2 апреля 2021 г.). «Наблюдение за экзотическим изотопом 13 F, расположенным на четырех нейтронах за протонной капельной линией» . Письма с физическим обзором . 126 (13): 2501. DOI : 10,1103 / PhysRevLett.126.132501 . Проверено 5 апреля 2021 года .
- ^ a b [1] Коэффициент ветвления F-18 для излучения позитронов в зависимости от EC
- ^ Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .