Осмий ( 76 Os) имеет семь природных изотопов , пять из которых являются стабильными: 187 Os, 188 Os, 189 Os, 190 Os и (наиболее распространенные) 192 Os. Другие природные изотопы, 184 Os и 186 Os, имеют чрезвычайно длительный период полураспада (3 × 10 13 лет и 2 × 10 15 лет, соответственно) и для практических целей также могут считаться стабильными. 187 Os является дочерью 187 Re ( период полураспада 4,56 × 10 10лет) и чаще всего измеряется в соотношении 187 Os / 188 Os. Это отношение, а также отношение 187 Re / 188 Os, широко использовались при датировании земных, а также метеорных пород . Он также использовался для измерения интенсивности континентального выветривания в течение геологического времени и для определения минимального возраста для стабилизации мантийных корней континентальных кратонов . Тем не менее, наиболее заметное применение Os в датировании было связано с иридием , чтобы проанализировать слой ударного кварца вдоль границы мела и палеогена, который отмечает исчезновение динозавров 66 миллионов лет назад.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Os) | 190,23 (3) [1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Есть также 30 искусственных радиоизотопов , [2] самой долгоживущей из которых 194 Os с периодом полураспада шесть лет; все остальные имеют период полураспада менее 94 дней. Также известно девять ядерных изомеров , наиболее долгоживущим из которых является 191 m Os с периодом полураспада 13,10 часов.
Использование изотопов осмия
Изотопное соотношение осмия-187 и осмия-188 ( 187 Os / 188 Os) можно использовать как окно в геохимические изменения на протяжении всей истории океана. [3] Среднее соотношение 187 Os / 188 Os в океанах составляет 1,06. [3] Это значение представляет собой баланс поступлений Os из реки с континента с соотношением 187 Os / 188 Os ~ 1,3 и мантийных / внеземных поступлений с отношением 187 Os / 188 Os ~ 0,13. [3] Являясь потомком 187 Re, 187 Os может образовываться радиогенно в результате бета-распада. [4] Этот распад фактически увеличил соотношение 187 Os / 188 Os в массивной силикатной земле (Земля минус ядро ) на 33%. [5] Это то, что определяет разницу в соотношении 187 Os / 188 Os, которое мы наблюдаем между материковыми материалами и материалами мантии. Породы земной коры имеют гораздо более высокий уровень Re, который медленно разлагается до 187 Os, увеличивая это соотношение. [4] Однако внутри мантии неравномерная реакция Re и Os приводит к тому, что эта мантия и расплавленные материалы обедняются Re, что не позволяет им накапливать 187 Os, как континентальный материал. [4] Поступление обоих материалов в морскую среду приводит к наблюдаемым 187 Os / 188 Os океанов и сильно колебалось на протяжении истории нашей планеты. Эти изменения изотопных значений морского Os можно наблюдать в морских отложениях, которые откладываются и, в конечном итоге, литифицируются в этот период времени. [6] Это позволяет исследователям делать оценки потоков выветривания, идентифицировать паводковый базальтовый вулканизм и ударные явления, которые могли вызвать некоторые из наших крупнейших массовых вымираний. Запись изотопов Os в морских отложениях использовалась, например, для идентификации и подтверждения воздействия границы KT. [7] Столкновение с астероидом длиной ~ 10 км сильно изменило характерные для морских отложений 187 Os / 188 Os в то время. При среднем уровне внеземных 187 Os / 188 Os, составляющем ~ 0,13, и огромном количестве Os, это воздействие (эквивалентное 600 000 лет сегодняшнему речному поступлению) снизило глобальное значение 187 Os / 188 Os для морских вод с ~ 0,45 до ~ 0,2. [3]
Соотношение изотопов Os также может использоваться как сигнал об антропогенном воздействии. [8] Те же самые отношения 187 Os / 188 Os, которые являются общими для геологических условий, могут быть использованы для измерения добавления антропогенного Os через такие устройства, как каталитические преобразователи. [8] Каталитические преобразователи, как было показано, значительно снижают выбросы NO x и CO 2 , они вносят в окружающую среду элементы платиновой группы (PGE), такие как Os. [8] Другие источники антропогенного Os включают сжигание ископаемого топлива, плавку хромовой руды и плавку некоторых сульфидных руд. В одном исследовании оценивалось влияние выхлопных газов автомобилей на морскую систему Os. Автомобильный выхлоп 187 Os / 188 Os был зарегистрирован как ~ 0,2 (аналогично внеземным и полученным из мантии входам), что сильно обеднено (3, 7). Эффект антропогенного Os можно лучше всего увидеть, сравнив соотношение Os в воде и местных отложениях или более глубоких водах. Поверхностные воды, подвергшиеся воздействию, имеют тенденцию иметь истощенные значения по сравнению с глубоководными слоями океана и отложениями за пределами того, что ожидается от космических поступлений. [8] Считается, что это усиление эффекта связано с попаданием в осадки антропогенного осаждения из воздуха.
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 8] | Природное изобилие (мольная доля) | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | Нормальная пропорция | Диапазон вариации | |||||||||||||||||
161 Ос | 76 | 85 | 0,64 (6) мс | α | 157 Вт | ||||||||||||||
162 Ос | 76 | 86 | 161.98443 (54) # | 1,87 (18) мс | α | 158 Вт | 0+ | ||||||||||||
163 Ос | 76 | 87 | 162.98269 (43) # | 5.5 (6) мс | α | 159 Вт | 7 / 2- # | ||||||||||||
β + , p (редко) | 162 Вт | ||||||||||||||||||
β + (редко) | 163 Re | ||||||||||||||||||
164 Ос | 76 | 88 | 163.97804 (22) | 21 (1) мс | α (98%) | 160 Вт | 0+ | ||||||||||||
β + (2%) | 164 Re | ||||||||||||||||||
165 Ос | 76 | 89 | 164.97676 (22) # | 71 (3) мс | α (60%) | 161 Вт | (7 / 2-) | ||||||||||||
β + (40%) | 165 Re | ||||||||||||||||||
166 Ос | 76 | 90 | 165.972691 (20) | 216 (9) мс | α (72%) | 162 Вт | 0+ | ||||||||||||
β + (28%) | 166 Re | ||||||||||||||||||
167 Ос | 76 | 91 | 166.97155 (8) | 810 (60) мс | α (67%) | 163 Вт | 3 / 2- # | ||||||||||||
β + (33%) | 167 Re | ||||||||||||||||||
168 Ос | 76 | 92 | 167.967804 (13) | 2,06 (6) с | β + (51%) | 168 Re | 0+ | ||||||||||||
α (49%) | 164 Вт | ||||||||||||||||||
169 Ос | 76 | 93 | 168.967019 (27) | 3,40 (9) с | β + (89%) | 169 Re | 3 / 2- # | ||||||||||||
α (11%) | 165 Вт | ||||||||||||||||||
170 Ос | 76 | 94 | 169.963577 (12) | 7,46 (23) с | β + (91,4%) | 170 Re | 0+ | ||||||||||||
α (8,6%) | 166 Вт | ||||||||||||||||||
171 Ос | 76 | 95 | 170.963185 (20) | 8,3 (2) с | β + (98,3%) | 171 Re | (5 / 2-) | ||||||||||||
α (1,7%) | 167 Вт | ||||||||||||||||||
172 Ос | 76 | 96 | 171.960023 (16) | 19,2 (5) с | β + (98,9%) | 172 Re | 0+ | ||||||||||||
α (1,1%) | 168 Вт | ||||||||||||||||||
173 Ос | 76 | 97 | 172.959808 (16) | 22,4 (9) с | β + (99,6%) | 173 Re | (5 / 2-) | ||||||||||||
α (0,4%) | 169 Вт | ||||||||||||||||||
174 Ос | 76 | 98 | 173.957062 (12) | 44 (4) с | β + (99,97%) | 174 Re | 0+ | ||||||||||||
α (0,024%) | 170 Вт | ||||||||||||||||||
175 Ос | 76 | 99 | 174.956946 (15) | 1,4 (1) мин | β + | 175 Re | (5 / 2-) | ||||||||||||
176 Ос | 76 | 100 | 175.95481 (3) | 3,6 (5) мин | β + | 176 Re | 0+ | ||||||||||||
177 Ос | 76 | 101 | 176.954965 (17) | 3,0 (2) мин | β + | 177 Re | 1 / 2- | ||||||||||||
178 Ос | 76 | 102 | 177.953251 (18) | 5,0 (4) мин | β + | 178 Re | 0+ | ||||||||||||
179 Ос | 76 | 103 | 178.953816 (19) | 6,5 (3) мин | β + | 179 Re | (1 / 2-) | ||||||||||||
180 Ос | 76 | 104 | 179.952379 (22) | 21,5 (4) мин | β + | 180 Re | 0+ | ||||||||||||
181 Ос | 76 | 105 | 180.95324 (3) | 105 (3) мин | β + | 181 Re | 1 / 2- | ||||||||||||
181м1 Ос | 48,9 (2) кэВ | 2,7 (1) мин | β + | 181 Re | (7/2) - | ||||||||||||||
181м2 Ос | 156,5 (7) кэВ | 316 (18) нс | (9/2) + | ||||||||||||||||
182 Ос | 76 | 106 | 181.952110 (23) | 22.10 (25) ч | EC | 182 Re | 0+ | ||||||||||||
183 Ос | 76 | 107 | 182.95313 (5) | 13.0 (5) ч | β + | 183 Re | 9/2 + | ||||||||||||
183m Os | 170.71 (5) кэВ | 9.9 (3) ч | β + (85%) | 183 Re | 1 / 2- | ||||||||||||||
IT (15%) | 183 Ос | ||||||||||||||||||
184 Ос | 76 | 108 | 183.9524891 (14) | 3,0 × 10 13 лет | α [n 9] | 180 Вт | 0+ | 2 (1) × 10 −4 | |||||||||||
185 Ос | 76 | 109 | 184.9540423 (14) | 93,6 (5) сут | EC | 185 Re | 1 / 2- | ||||||||||||
185 мл Ос | 102,3 (7) кэВ | 3,0 (4) мкс | (7/2 -) # | ||||||||||||||||
185м2 Ос | 275,7 (8) кэВ | 0,78 (5) мкс | (11/2 +) | ||||||||||||||||
186 Os [n 10] | 76 | 110 | 185.9538382 (15) | 2,0 (11) × 10 15 лет | α | 182 Вт | 0+ | 0,0159 (3) | |||||||||||
187 Os [n 11] | 76 | 111 | 186.9557505 (15) | Наблюдательно стабильный [n 12] | 1 / 2- | 0,0196 (2) | |||||||||||||
188 Os [n 11] | 76 | 112 | 187.9558382 (15) | Наблюдательно стабильный [n 13] | 0+ | 0,1324 (8) | |||||||||||||
189 Ос | 76 | 113 | 188.9581475 (16) | Наблюдательно стабильный [n 14] | 3 / 2- | 0,1615 (5) | |||||||||||||
189m Os | 30,812 (15) кэВ | 5,81 (6) ч | ЭТО | 189 Ос | 9 / 2- | ||||||||||||||
190 Ос | 76 | 114 | 189.9584470 (16) | Наблюдательно стабильный [n 15] | 0+ | 0,2626 (2) | |||||||||||||
190m Os | 1705,4 (2) кэВ | 9,9 (1) мин | ЭТО | 190 Ос | (10) - | ||||||||||||||
191 Ос | 76 | 115 | 190.9609297 (16) | 15,4 (1) д | β - | 191 Ir | 9 / 2- | ||||||||||||
191 млн Ос | 74,382 (3) кэВ | 13.10 (5) ч | ЭТО | 191 Ос | 3 / 2- | ||||||||||||||
192 Ос | 76 | 116 | 191.9614807 (27) | Наблюдательно стабильный [n 16] | 0+ | 0,4078 (19) | |||||||||||||
192m Os | 2015.40 (11) кэВ | 5,9 (1) с | IT (87%) | 192 Ос | (10-) | ||||||||||||||
β - (13%) | 192 Ir | ||||||||||||||||||
193 Ос | 76 | 117 | 192.9641516 (27) | 30.11 (1) ч | β - | 193 Ir | 3 / 2- | ||||||||||||
194 Ос | 76 | 118 | 193.9651821 (28) | 6.0 (2) года | β - | 194 Ir | 0+ | ||||||||||||
195 Ос | 76 | 119 | 194.96813 (54) | 6.5 мин. | β - | 195 Ir | 3 / 2- # | ||||||||||||
196 Ос | 76 | 120 | 195.96964 (4) | 34,9 (2) мин | β - | 196 Ir | 0+ | ||||||||||||
197 Ос | 76 | 121 | 2,8 (6) мин | ||||||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ m Os - 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).
- ^ Жирный период полураспада - почти стабильный, период полураспада больше возраста Вселенной .
- ^ Режимы распада:
EC: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход п: Испускание протонов - ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
- ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ Теоретически также претерпевает β + β + распад до 184 Вт.
- ^ первичный радионуклид
- ^ a b Используется при датировании рений-осмий
- ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 183 Вт
- ^ Считается, что претерпевает α-распад до 184 Вт
- ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 185 Вт
- ^ Считается, что претерпевает α-распад до 186 Вт
- ^ Предполагается, что претерпевает α-распад до 188 Вт или β - β - распад до 192 Pt с периодом полураспада более 9,8 × 10 12 лет
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 .
- ^ Флегенхаймер, Хуан (2014). «Тайна исчезающего изотопа» . Revista Virtual de Química . 6 (4): 1139–1142. DOI : 10.5935 / 1984-6835.20140073 . Архивировано из оригинального (PDF) 19 июня 2015 года . Проверено 13 июня 2014 .
- ^ а б в г Peucker-Ehrenbrink, B .; Равицца, Г. (2000). «Морской изотопный рекорд осмия». Terra Nova . 12 (5): 205–219. Bibcode : 2000TeNov..12..205P . DOI : 10.1046 / j.1365-3121.2000.00295.x .
- ^ а б в Эссер, Брэдли К .; Турекян, Карл К. (1993). «Изотопный состав осмия континентальной коры» . Geochimica et Cosmochimica Acta . 57 (13): 3093–3104. Bibcode : 1993GeCoA..57.3093E . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (93) 90296-9 .
- ^ Хаури, Эрик Х. (2002). "Изотопы осмия и мантийная конвекция" (PDF) . Философские труды: математические, физические и технические науки . 360 (1800): 2371–2382. Bibcode : 2002RSPTA.360.2371H . DOI : 10,1098 / rsta.2002.1073 . JSTOR 3558902 . PMID 12460472 . S2CID 18451805 .
- ^ Лоури, Чистофер; Морган, Джоанна; Гулик, Шон; Бралоуэр, Тимоти; Кристсон, Гейл (2019). "Перспективы морского бурения при ударах метеоритов" . Океанография . 32 : 120–134. DOI : 10.5670 / oceanog.2019.133 .
- ^ Селби, Д .; Creaser, РА (2005). «Прямое радиометрическое датирование залежей углеводородов с использованием изотопов рений-осмий». Наука . 308 (5726): 1293–1295. Bibcode : 2005Sci ... 308.1293S . DOI : 10.1126 / science.1111081 . PMID 15919988 . S2CID 41419594 .
- ^ а б в г Chen, C .; Седвик, штат Пенсильвания; Шарма, М. (2009). «Антропогенный осмий в дожде и снеге свидетельствует о загрязнении атмосферы в глобальном масштабе» . Труды Национальной академии наук . 106 (19): 7724–7728. Bibcode : 2009PNAS..106.7724C . DOI : 10.1073 / pnas.0811803106 . PMC 2683094 . PMID 19416862 .
- Изотопные массы из:
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип DP (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. DOI : 10.1351 / pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. DOI : 10,1351 / pac200678112051 . Выложите резюме .
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.