Встречающийся в природе никель ( 28 Ni) состоит из пяти стабильных изотопов ;58
Ni
, 60
Ni
, 61
Ni
, 62
Ni
а также 64
Ni
, с участием 58
Ni
самая многочисленная ( естественная численность 68,077% ). [2] Было охарактеризовано 26 радиоизотопов , наиболее стабильные из которых59
Ni
с периодом полураспада 76000 лет,63
Ni
с периодом полураспада 100,1 года, и 56
Ni
с периодом полураспада 6.077 дней. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 60 часов, а у большинства из них период полураспада менее 30 секунд. Этот элемент также имеет 8 мета-состояний .
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Ni) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Список изотопов
Нуклид [n 1] | Z | N | Изотопная масса( Да ) [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 | |||||||
48 Ni | 28 год | 20 | 48.01975 (54) # | 10 # мс [> 500 нс] | 0+ | ||||
49 Ni | 28 год | 21 год | 49.00966 (43) # | 13 (4) мс [12 (+ 5-3) мс] | 7 / 2- # | ||||
50 Ni | 28 год | 22 | 49.99593 (28) # | 9,1 (18) мс | β + | 50 Co | 0+ | ||
51 Ni | 28 год | 23 | 50.98772 (28) # | 30 # мс [> 200 нс] | β + | 51 Co | 7 / 2- # | ||
52 Ni | 28 год | 24 | 51.97568 (9) # | 38 (5) мс | β + (83%) | 52 Co | 0+ | ||
β + , p (17%) | 51 Fe | ||||||||
53 Ni | 28 год | 25 | 52.96847 (17) # | 45 (15) мс | β + (55%) | 53 Co | (7/2 -) # | ||
β + , p (45%) | 52 Fe | ||||||||
54 Ni | 28 год | 26 год | 53,95791 (5) | 104 (7) мс | β + | 54 Co | 0+ | ||
55 Ni | 28 год | 27 | 54,95 1330 (12) | 204,7 (17) мс | β + | 55 Co | 7 / 2− | ||
56 Ni | 28 год | 28 год | 55.942132 (12) | 6.075 (10) дней | β + | 56 Co | 0+ | ||
57 Ni | 28 год | 29 | 56.9397935 (19) | 35,60 (6) ч | β + | 57 Co | 3 / 2- | ||
58 Ni | 28 год | 30 | 57.9353429 (7) | Наблюдательно стабильный [n 8] | 0+ | 0,680769 (89) | |||
59 Ni | 28 год | 31 год | 58.9343467 (7) | 7,6 (5) × 10 4 г | ЭК (99%) | 59 Co | 3 / 2- | ||
β + (1,5x10 −5 %) [3] | |||||||||
60 Ni | 28 год | 32 | 59.9307864 (7) | Стабильный | 0+ | 0,262231 (77) | |||
61 Ni | 28 год | 33 | 60.9310560 (7) | Стабильный | 3 / 2- | 0,011399 (6) | |||
62 Ni [n 9] | 28 год | 34 | 61.9283451 (6) | Стабильный | 0+ | 0,036345 (17) | |||
63 Ni | 28 год | 35 год | 62.9296694 (6) | 100.1 (20) лет | β - | 63 Cu | 1 / 2- | ||
63м Ni | 87,15 (11) кэВ | 1,67 (3) мкс | 5 / 2- | ||||||
64 Ni | 28 год | 36 | 63.9279660 (7) | Стабильный | 0+ | 0,009256 (9) | |||
65 Ni | 28 год | 37 | 64.9300843 (7) | 2,5172 (3) ч | β - | 65 Cu | 5 / 2- | ||
65 м Ni | 63,37 (5) кэВ | 69 (3) мкс | 1 / 2- | ||||||
66 Ni | 28 год | 38 | 65.9291393 (15) | 54,6 (3) ч | β - | 66 Cu | 0+ | ||
67 Ni | 28 год | 39 | 66.931569 (3) | 21 (1) с | β - | 67 Cu | 1 / 2- | ||
67м Ni | 1007 (3) кэВ | 13,3 (2) мкс | β - | 67 Cu | 9/2 + | ||||
ЭТО | 67 Ni | ||||||||
68 Ni | 28 год | 40 | 67.931869 (3) | 29 (2) с | β - | 68 Cu | 0+ | ||
68 мл Ni | 1770.0 (10) кэВ | 276 (65) нс | 0+ | ||||||
68м2 Ni | 2849.1 (3) кэВ | 860 (50) мкс | 5- | ||||||
69 Ni | 28 год | 41 год | 68.935610 (4) | 11,5 (3) с | β - | 69 Cu | 9/2 + | ||
69 мл Ni | 321 (2) кэВ | 3,5 (4) с | β - | 69 Cu | (1 / 2-) | ||||
ЭТО | 69 Ni | ||||||||
69м2 Ni | 2701 (10) кэВ | 439 (3) нс | (17 / 2-) | ||||||
70 Ni | 28 год | 42 | 69,93650 (37) | 6.0 (3) с | β - | 70 Cu | 0+ | ||
70м Ni | 2860 (2) кэВ | 232 (1) нс | 8+ | ||||||
71 Ni | 28 год | 43 год | 70.94074 (40) | 2,56 (3) с | β - | 71 Cu | 1/2 - # | ||
72 Ni | 28 год | 44 год | 71.94209 (47) | 1,57 (5) с | β - (> 99,9%) | 72 Cu | 0+ | ||
β - , n (<0,1%) | 71 Cu | ||||||||
73 Ni | 28 год | 45 | 72.94647 (32) # | 0,84 (3) с | β - (> 99,9%) | 73 Cu | (9/2 +) | ||
β - , n (<0,1%) | 72 Cu | ||||||||
74 Ni | 28 год | 46 | 73.94807 (43) # | 0,68 (18) с | β - (> 99,9%) | 74 Cu | 0+ | ||
β - , n (<0,1%) | 73 Cu | ||||||||
75 Ni | 28 год | 47 | 74.95287 (43) # | 0,6 (2) с | β - (98,4%) | 75 Cu | (7/2 +) # | ||
β - , n (1,6%) | 74 Cu | ||||||||
76 Ni | 28 год | 48 | 75.95533 (97) # | 470 (390) мс [0,24 (+ 55-24) с] | β - (> 99,9%) | 76 Cu | 0+ | ||
β - , n (<0,1%) | 75 Cu | ||||||||
77 Ni | 28 год | 49 | 76.96055 (54) # | 300 # мс [> 300 нс] | β - | 77 Cu | 9/2 + # | ||
78 Ni | 28 год | 50 | 77.96318 (118) # | 120 # мс [> 300 нс] | β - | 78 Cu | 0+ | ||
79 Ni | 28 год | 51 | 78.970400 (640) # | 43,0 мс + 86-75 | β - | 79 Cu | |||
80 Ni | 28 год | 52 | 78.970400 (640) # | 24 мс + 26-17 | β - | 80 Cu |
- ^ m Ni - 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 - ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
- ^ () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Считается, что распад β + β + до 58 Fe с периодом полураспада более 7 × 10 20 лет
- ^ Самая высокая энергия связи на нуклон из всех нуклидов
Известные изотопы
5 стабильных и 30 нестабильных изотопов никеля имеют атомный вес от48
Ni
к 82
Ni
и включают: [4]
Никель-48 , открытый в 1999 году, является самым бедным нейтронами изотопом никеля из известных. С 28 протонами и 20 нейтронами 48
Ni
" вдвойне магия " (например,208Pb) и, следовательно, намного более стабильный (с нижним пределом его периода полураспада 0,5 мкс), чем можно было бы ожидать, исходя из его положения в таблице нуклидов. [5] Он имеет самое высокое отношение протонов к нейтронам (протонный избыток) из всех известных дважды магических нуклидов. [6]
Никель-56 производится в больших количествах в сверхновых, и форма кривой блеска этих сверхновых звезд отображает характерные временные рамки, соответствующие распаду никеля-56 до кобальта- 56, а затем до железа-56 .
Никель-58 - самый распространенный изотоп никеля, составляющий 68,077% от естественного содержания . Возможные источники включают захват электронов из меди-58 и EC + p из цинка-59 .
Никель-59 - долгоживущий космогенный радионуклид с периодом полураспада 76000 лет.59
Ni
нашла множество приложений в изотопной геологии .59
Ni
был использован для определения возраста метеоритов на Земле и определения содержания внеземной пыли во льду и отложениях .
Никель-60 - дочерний продукт потухшего радионуклида. 60Fe(период полураспада = 2,6 млн. лет). Так как60
Fe
имел такой длительный период полураспада, его постоянство в материалах Солнечной системы при достаточно высоких концентрациях могло вызвать наблюдаемые изменения в изотопном составе60
Ni
. Следовательно, обилие60
Ni
Присутствие во внеземном материале может дать представление о происхождении Солнечной системы и ее ранней истории / очень ранней истории. К сожалению, изотопы никеля, по-видимому, были неоднородно распределены в ранней солнечной системе. Таким образом, до сих пор не было получено никакой информации о фактическом возрасте из60
Ni
эксцессы. 60
Ni
также является стабильным конечным продуктом распада 60
Zn
, продукт последней ступени альфа-лестницы. Другие источники могут также включать бета-распад из кобальта-60 и захват электронов из меди-60 .
Никель-61 - единственный стабильный изотоп никеля с ядерным спином (I = 3/2), что делает его полезным для исследований методом спектроскопии ЭПР . [7]
Никель-62 имеет самую высокую энергию связи на нуклон любого изотопа для любого элемента, если включить в расчет электронную оболочку. При образовании этого изотопа выделяется больше энергии, чем при его образовании, хотя при синтезе изотопы могут образовываться более тяжелые. Например, два40Ca атомы могут сливаться, образуя 80Kr плюс 4 позитрона (плюс 4 нейтрино), высвобождая 77 кэВ на нуклон, но реакции, ведущие к области железо / никель, более вероятны, поскольку они выделяют больше энергии на барион.
Никель-63 имеет два основных применения: обнаружение следов взрывчатых веществ и в некоторых типах электронных устройств, таких как газоразрядные трубки, используемые в качестве устройств защиты от перенапряжения . Сетевой фильтр - это устройство, которое защищает чувствительное электронное оборудование, такое как компьютеры, от внезапных изменений электрического тока, протекающего в них. Он также используется в детекторе захвата электронов в газовой хроматографии для обнаружения в основном галогенов. Предлагается использовать миниатюрные бета-электрогенераторы для кардиостимуляторов.
Никель-64 - еще один стабильный изотоп никеля. Возможные источники включают бета-распад из кобальта-64 и захват электронов из меди-64 .
Никель-78 - один из самых тяжелых изотопов этого элемента. С 28 протонами и 50 нейтронами никель-78 обладает двойной магией, что приводит к гораздо большей энергии связи и стабильности ядра, несмотря на то, что отношение нейтронов к протонам неравномерно . Его период полураспада составляет 122 ± 5,1 миллисекунды. [8] Как следствие своего магического нейтронного числа, никель-78, как полагают, играет важную роль в нуклеосинтезе сверхновых элементов тяжелее железа. [9] 78 Ni, вместе с N = 50 изотонов 79 Cu и 80 Zn, как полагают, составляют точку ожидания в r -процессе , где дальнейший захват нейтронов задерживается зазором оболочки и накоплением изотопов около A = 80 полученные результаты. [10]
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 .
- ^ «Изотопы элемента никель» . Научное образование . Jefferson Lab.
- ^ И. Гресиц; С. Тёльгеси (сентябрь 2003 г.). «Определение изотопов мягкого рентгеновского излучения в жидких радиоактивных отходах атомных электростанций». Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 258 (1): 107–112. DOI : 10,1023 / A: 1026214310645 .
- ^ «Новые нуклиды впервые включены в оценку 2017 года» (PDF) . Проект "Открытие нуклидов". 22 декабря 2018 . Проверено 22 мая 2018 .
- ^ «Открытие дважды волшебного никеля» . ЦЕРН Курьер . 15 марта 2000 . Проверено 2 апреля 2013 года .
- ^ https://archive.is/20120524134125/http://www.findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_17_156/ai_57799535
- ^ Морис ван Гастель; Вольфганг Любиц (2009). "Исследование [NiFe] гидрогеназ методом ЭПР". У Грэма Хэнсона; Лоуренс Берлинер (ред.). ЭПР высокого разрешения: приложения к металлоферментам и металлам в медицине . Дордрехт: Спрингер. стр. 441 -470. ISBN 9780387848563.
- ^ Базин Д. (2017). «Точка зрения: вдвойне волшебный никель» . Физика . 10 (121). DOI : 10.1103 / Physics.10.121 .
- ^ Давиде Кастельвекки (22 апреля 2005 г.). «Атомные сокрушители пролили свет на сверхновые, Большой взрыв» . Небо и телескоп .
- ^ Pereira, J .; Апраамян, А .; Arndt, O .; Becerril, A .; Elliot, T .; Эстрад, А .; Галавиз, Д .; Hennrich, S .; Hosmer, P .; Kessler, R .; Kratz, K.-L .; Lorusso, G .; Мантика, ПФ; Matos, M .; Montes, F .; Santi, P .; Pfeiffer, B .; Quinn, M .; Schatz, H .; Schertz, F .; Schnorrenberger, L .; Smith, E .; Томлин, BE; Уолтерс, В .; Вёр, А. (2009). Исследования бета-распада ядер r-процесса в Национальной сверхпроводящей циклотронной лаборатории . 10-й симпозиум по ядрам в космосе. Остров Макино. arXiv : 0901.1802 .
- Isotope masses from:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- Isotopic compositions and standard atomic masses from:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
- Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. Lay summary.
- Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Brookhaven National Laboratory.
- Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". In Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
- IAEA - Nuclear Data Section. "Livechart - Table of Nuclides". IAEA - Nuclear Data Section. Retrieved 23 May 2018.