Mononuclidic элемент или monotopic элемент [1] является одним из 21 химических элементов , которые , естественно , найденные на Земле , по существу , в виде одного нуклида (которые могут, или не могут, быть стабильными нуклидами ). Этот единственный нуклид будет иметь характерную атомную массу . Таким образом, в естественном изотопном содержании элемента преобладает либо один стабильный изотоп, либо один очень долгоживущий изотоп. В первую категорию входят 19 элементов (которые являются как моноизотопными, так и мононуклидными) и 2 ( висмут [2] и протактиний).) во второй категории (мононуклидных, но не моноизотопных, так как в них нет ни одного стабильного нуклида). Список из 21 мононуклидного элемента приведен в конце этой статьи.
Из 26 моноизотопных элементов, которые, по определению, имеют только один стабильный изотоп, существует 7 (26 минус 19 = 7), которые, тем не менее, не считаются мононуклидными из-за наличия значительной доли очень долгоживущих ( первичных ) радиоизотопы, встречающиеся в их естественном изобилии. Эти элементы - ванадий , рубидий , индий , лантан , европий , лютеций и рений .
Использование в метрологии [ править ]
Мононуклидные элементы имеют научное значение, поскольку их атомный вес можно измерить с высокой точностью, поскольку существует минимальная неопределенность, связанная с изотопными содержаниями, присутствующими в данном образце. Другими словами, для этих элементов стандартная атомная масса и атомная масса одинаковы. [3]
На практике только 11 мононуклидных элементов используются в стандартной метрологии атомного веса. Это алюминий, висмут, цезий, кобальт, золото, марганец, фосфор, скандий, натрий, тербий и торий. [4]
В спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) тремя наиболее чувствительными стабильными ядрами являются водород-1 ( 1 H), фтор-19 ( 19 F) и фосфор-31 ( 31 P). Фтор и фосфор - моноизотопы, а водород - почти такой же. 1 H ЯМР , 19 F ЯМР и 31 P ЯМР позволяют идентифицировать и изучать соединения, содержащие эти элементы.
Загрязнение нестабильными следовыми изотопами [ править ]
Следовые концентрации нестабильных изотопов некоторых мононуклидных элементов обнаружены в природных образцах. Так , например, бериллий-10 ( 10 Be), с периодом полураспада 1,4 млн лет, производится космическими лучами в земной «ы верхние слои атмосферы ; йод-129 ( 129 I) с периодом полураспада 15,7 миллиона лет образуется с помощью различных космогенных и ядерных механизмов; цезий-137 ( 137 Cs) с периодом полураспада 30 лет образуется при делении ядер. Такие изотопы используются во множестве аналитических и криминалистических приложений.
Полный список из 21 мононуклидного элемента [ править ]
Данные по атомным весам и изотопным составам под ред. Дж. С. Курси, Д. Шваб и Р. А. Драгосет, Национальный институт стандартов и технологий (2005 г.).
| Элемент | Нуклид | Z ( p ) | N ( п ) | Изотопная масса ( u ) | Заметки |
|---|---|---|---|---|---|
| бериллий | 9 Be | 4 | 5 | 9,012 182 (3) | |
| фтор | 19 F | 9 | 10 | 18,998 403 2 (5) | |
| натрий | 23 Na | 11 | 12 | 22,989 770 (2) | |
| алюминий | 27 Al | 13 | 14 | 26 981 538 (2) | |
| фосфор | 31 P | 15 | 16 | 30,973 761 (2) | |
| скандий | 45 сбн | 21 год | 24 | 44,955 910 (8) | |
| марганец | 55 Мн | 25 | 30 | 54 938 049 (9) | |
| кобальт | 59 Co | 27 | 32 | 58,933 200 (9) | |
| мышьяк | 75 As | 33 | 42 | 74,921 60 (2) | |
| иттрий | 89 Y | 39 | 50 | 88,905 85 (2) | |
| ниобий | 93 Nb | 41 год | 52 | 92,906 38 (2) | |
| родий | 103 Rh | 45 | 58 | 102,905 50 (2) | |
| йод | 127 I | 53 | 74 | 126,904 47 (3) | |
| цезий | 133 Cs | 55 | 78 | 132,905 45 (2) | |
| празеодим | 141 пр | 59 | 82 | 140,907 65 (2) | |
| тербий | 159 Тб | 65 | 94 | 158,925 34 (2) | |
| гольмий | 165 Ho | 67 | 98 | 164,930 32 (2) | |
| тулий | 169 тм | 69 | 100 | 168,934 21 (2) | |
| золото | 197 Au | 79 | 118 | 196.966 55 (2) | |
| висмут | 209 Би | 83 | 126 | 208,980 38 (2) | (радиоактивный) |
| протактиний | 231 Па | 91 | 140 | 231.035 88 (2) | (радиоактивный) |
См. Также [ править ]
- Первозданный элемент
- Таблица нуклидов, отсортированных по периодам полураспада
- Таблица нуклидов
- Изотопная геохимия
- Радионуклид
- Список элементов по стабильности изотопов
Ссылки [ править ]
- ^ Housecroft, CE; Шарп, AG (2012). Неорганическая химия (4-е изд.). Прентис Холл. п. 2. ISBN 978-0273742753.
- ↑ 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
- ^ Н.Э. Холден, "Стандартные значения атомного веса для мононуклидных элементов - 2001", BNL-NCS-68362 , Брукхейвенская национальная лаборатория (2001)
- ^ Список мононуклидов ИЮПАК для метрологических целей
