Изотопы бериллия
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2018 г. ) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес А р °(Бе) | |||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Бериллий ( 4 Be) имеет 11 известных изотопов и 3 известных изомера , но только один из этих изотопов ( 9
Быть
) является стабильным и первичным нуклидом . Таким образом, бериллий считается моноизотопным элементом . Это также мононуклидный элемент , поскольку другие его изотопы имеют настолько короткий период полураспада, что ни один из них не является первичным, а их распространенность очень низка ( стандартный атомный вес составляет 9,012 1831 (5) ). Бериллий уникален тем, что является единственным моноизотопным элементом, имеющим как четное количество протонов, так и нечетное количество нейтронов. Есть еще 25 моноизотопных элементов, но все они имеют нечетные атомные номера и четное количество нейтронов.
Из 10 радиоизотопов бериллия наиболее стабильны 10
Быть
с периодом полураспада 1,387(12) миллионов лет. [номер 1] и 7
Быть
с периодом полураспада 53,22(6) сут . Все остальные радиоизотопы имеют период полураспада менее 15 с , большинство из них — менее 30 миллисекунд . Наименее стабильным изотопом является 16
Быть
, с периодом полураспада 650(130) йоктосекунд .
1:1, Отношению нейтрон-протонов наблюдаемому в стабильных изотопах многих легких элементов (вплоть до кислорода и в элементах с четным атомным номером вплоть до кальция ), в бериллии препятствует крайняя нестабильность 8
Быть
в сторону альфа-распада , которому благоприятствует чрезвычайно прочное связывание 4
Он
ядра. Период полураспада распада 8
Быть
составляет всего 81,9(3,7) аттосекунд .
Бериллий не имеет стабильного изотопа с 4 протонами и 6 нейтронами из-за очень большого несоответствия соотношения нейтрон-протон для такого легкого элемента. Тем не менее, этот изотоп, 10
Быть
, имеет период полураспада 1,387(12) миллионов лет. [номер 1] , что указывает на необычную стабильность для легкого изотопа с таким большим нейтронно-протонным дисбалансом. Другие возможные изотопы бериллия имеют еще более серьезные несоответствия числа нейтронов и протонов и, следовательно, еще менее стабильны.
Большинство 9
Быть
Считается, что во Вселенной образовалась в результате нуклеосинтеза космических лучей в результате расщепления космических лучей в период между Большим взрывом и образованием Солнечной системы. Изотопы 7
Быть
, с периодом полураспада 53,22(6) сут , и 10
Быть
оба являются космогенными нуклидами , поскольку они образовались в Солнечной системе в недавнем масштабе времени в результате расщепления, [4] нравиться 14
С
.
Список изотопов
[ редактировать ]Нуклид [n 1] | С | Н | Изотопная масса ( Да ) [5] [n 2] [n 3] | Период полураспада [1] [ ширина резонанса ] | Разлагаться режим [1] [n 4] | Дочь изотоп [n 5] | Спин и паритет [1] [№ 6] | Изотопический избыток | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | |||||||||||||||||||
5 Быть [№ 7] | 4 | 1 | 5.039 87 (215) # | п ? [n 8] | 4 Что ? | (1/2+)# | |||||||||||||
6 Быть | 4 | 2 | 6.019 726 (6) | 5.0(3) зс [ 91,6(5,6) кэВ ] | 2р | 4 Он | 0+ | ||||||||||||
7 Быть [n 9] | 4 | 3 | 7.016 928 71 (8) | 53,22(6) д | е | 7 Что | 3/2− | След [№ 10] | |||||||||||
8 Быть [№ 11] | 4 | 4 | 8.005 305 10 (4) | 81,9(3,7) как [ 5,58(25) эВ ] | а [№ 12] | 4 Он | 0+ | ||||||||||||
8м Быть | 16 626 (3) кэВ | а | 4 Он | 2+ | |||||||||||||||
9 Быть | 4 | 5 | 9.012 183 06 (8) | Стабильный | 3/2− | 1 | |||||||||||||
9m Быть | 14 390 ,3(1,7) кэВ | 1,25(10) как [ 367(30) эВ ] | 3/2− | ||||||||||||||||
10 Быть | 4 | 6 | 10.013 534 69 (9) | 1.387(12) × 10 6 и [номер 1] | б − | 10 Б | 0+ | След [№ 10] | |||||||||||
11 Быть [№ 13] | 4 | 7 | 11.021 661 08 (26) | 13,76(7) с | б − ( 96.7(1)% ) | 11 Б | 1/2+ | ||||||||||||
б − а ( 3,3(1)% ) | 7 Что | ||||||||||||||||||
б − р ( 0,0013(3)% ) | 10 Быть | ||||||||||||||||||
11 м Быть | 21 158 (20) кэВ | 0,93(13) зс [ 500(75) кэВ ] | ЭТО ? [n 8] | 11 Быть ? | 3/2− | ||||||||||||||
12 Быть | 4 | 8 | 12.026 9221 (20) | 21,46(5) мс | б − ( 99.50(3)% ) | 12 Б | 0+ | ||||||||||||
б − п ( 0,50(3)% ) | 11 Б | ||||||||||||||||||
12 м Быть | 2251(1) кэВ | 233(7) нс | ЭТО | 12 Быть | 0+ | ||||||||||||||
13 Быть | 4 | 9 | 13.036 135 (11) | 1.0(7) зс | н ? [n 8] | 12 Быть ? | (1/2−) | ||||||||||||
13 м Быть | 1500(50) кэВ | (5/2+) | |||||||||||||||||
14 Быть [№ 14] | 4 | 10 | 14.042 89 (14) | 4,53(27) мс | б − п ( 86(6)% ) | 13 Б | 0+ | ||||||||||||
б − (> 9,0(6,3)% ) | 14 Б | ||||||||||||||||||
б − 2n ( 5(2)% ) | 12 Б | ||||||||||||||||||
б − т ( 0,02(1)% ) | 11 Быть | ||||||||||||||||||
б − α (< 0,004% ) | 10 Что | ||||||||||||||||||
14 м Быть | 1520(150) кэВ | (2+) | |||||||||||||||||
15 Быть | 4 | 11 | 15.053 49 (18) | 790(270) лет | н | 14 Быть | (5/2+) | ||||||||||||
16 Быть | 4 | 12 | 16.061 67 (18) | 650(130) лет [ 0,73(18) МэВ ] | 2н | 14 Быть | 0+ | ||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ м Be – Возбужденный ядерный изомер .
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) указывается в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не на основе чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов поверхности массы (TMS).
- ^ Режимы распада:
ЕС: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход н: Нейтронная эмиссия п: Протонная эмиссия - ^ Жирный символ в виде дочернего продукта — дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение вращения — указывает на вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Этот изотоп еще не наблюдался; данные данные выводятся или оцениваются на основе периодических тенденций.
- ^ Перейти обратно: а б с Показанный режим распада энергетически разрешен, но экспериментально не наблюдался в этом нуклиде.
- ^ Произведено в ходе нуклеосинтеза Большого взрыва , но не изначально, так как все быстро распалось до 7 Что
- ^ Перейти обратно: а б космогенный нуклид
- ^ Промежуточный продукт тройного альфа-процесса звездного нуклеосинтеза как часть пути производства 12 С
- ^ Также часто считается спонтанным делением , как 8
Быть
делится на две равные части 4
Он
ядра - ^ Имеет 1 гало. нейтрон
- ^ Имеет 4 гало-нейтрона.
Бериллий-7
[ редактировать ]Бериллий-7 — это изотоп с периодом полураспада 53,3 дня, который естественным образом образуется в виде космогенного нуклида. [4] Скорость, с которой недолговечные 7
Быть
Перенос из воздуха на землю частично контролируется погодой. 7
Быть
Распад Солнца является одним из источников солнечных нейтрино и первым типом нейтрино, когда-либо обнаруженным с помощью эксперимента Хоумстейка . Наличие 7
Быть
в отложениях часто используется для установления того, что они свежие, т.е. их возраст составляет менее 3–4 месяцев или около двух периодов полураспада. 7
Быть
. [6]
Бериллий-10
[ редактировать ]Бериллий-10 имеет период полураспада 1,39 × 10. 6 y и распадается путем бета-распада до стабильного бора-10 с максимальной энергией 556,2 кэВ. [7] [8] Он образуется в атмосфере Земли главным образом в результате расщепления азота и кислорода космическими лучами. [9] [10] [11] 10 Be и его дочерний продукт использовались для изучения эрозии почвы , почвообразования из реголита , развития латеритных почв и возраста ледяных кернов . [12] 10 Be - важный изотоп, используемый в качестве прокси-меры данных для космогенных нуклидов для характеристики солнечных и внесолнечных атрибутов прошлого по земным образцам. [13]
Цепи распада
[ редактировать ]Большинство изотопов бериллия в протонно-нейтронных капельных линиях распадаются посредством бета-распада и/или комбинации бета-распада и альфа-распада или испускания нейтронов. Однако, 7
Быть
распадается только за счет захвата электронов - явление, которым можно объяснить его необычно долгий период полураспада. Примечательно, что его период полураспада может быть искусственно снижен на 0,83% с помощью эндоэдрального ограждения ( 7 Be@C 60 ). [14] Также аномальным является 8
Быть
, который распадается через альфа-распад до 4
Он
. Этот альфа-распад часто называют делением, что объясняет его чрезвычайно короткий период полураспада.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Обратите внимание, что NUBASE2020 использует тропический год для преобразования лет в другие единицы времени, а не григорианский год . Соотношение лет и других единиц времени в NUBASE2020 следующее: 1 г = 365,2422 д = 31 556 926 с.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ^ «Стандартные атомные массы: бериллий» . ЦИАВ . 2013.
- ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (04 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . дои : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .
- ^ Перейти обратно: а б Мишра, Ритеш Кумар; Мархас, Кулджит Каур (25 марта 2019 г.). «Метеоритное свидетельство поздней супервспышки как источника 7 Be в ранней Солнечной системе». Природная астрономия . 3 (6): 498–505. Бибкод : 2019НатАс...3..498М . дои : 10.1038/s41550-019-0716-0 . ISSN 2397-3366 . S2CID 126552874 .
- ^ Ван, Мэн; Хуанг, WJ; Кондев, ФГ; Ауди, Г.; Наими, С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки *». Китайская физика C . 45 (3): 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ^ Перейти обратно: а б Ямамото, Масаеши; Сакагути, Ая; Сасаки, Кейичи; Хиросе, Кацуми; Игараси, Ясухито; Ким, Чан Гю (январь 2006 г.). «Сезонные и пространственные изменения атмосферных выпадений 210Pb и 7Be: особенности японо-морской части Японии». Журнал радиоактивности окружающей среды . 86 (1): 110–131. дои : 10.1016/j.jenvrad.2005.08.001 . ПМИД 16181712 .
- ^ Г. Коршинек; А. Бергмайер; Т. Фастерманн; Калифорнийский университет Герстманн (2010). «Новое значение периода полураспада 10 Будьте с помощью обнаружения упругой отдачи тяжелых ионов и подсчета жидкостных сцинтилляций». Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях. Раздел B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами . 268 (2): 187–191. Бибкод : 2010NIMPB.268..187K . doi : 10.1016/j.nimb.2009.09.020 .
- ^ Дж. Чмелефф; Ф. фон Бланкенбург; К. Коссерт; Д. Джейкоб (2010). «Определение 10 Период полураспада с помощью мультиколлекторного ИСП-МС и жидкостного сцинтилляционного счета» . Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях. Раздел B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами . 268 (2): 192–199. Бибкод : 2010NIMPB.268..192C . дои : 10.1016/j.nimb.2009.09.012 .
- ^ Г.А. Ковальцов; ИГ Усоскин (2010). «Новая 3D численная модель космогенного нуклида 10 Быть производством в атмосфере». Земля Планета. Sci. Lett . 291 (1–4): 182–199. Bibcode : 2010E&PSL.291..182K . doi : 10.1016/j.epsl.2010.01.011 .
- ^ Дж. Бир; К. Маккракен; Р. фон Штайгер (2012). Космогенные радионуклиды: теория и применение в земной и космической среде . Физика Земли и Космоса. Том. 26. Физика Земли и Космоса, Шпрингер, Берлин. дои : 10.1007/978-3-642-14651-0 . ISBN 978-3-642-14650-3 . S2CID 55739885 .
- ^ С.В. Полянов; Г.А. Ковальцов; А.Л. Мишев; ИГ Усоскин (2016). «Производство космогенных изотопов 7 Быть, 10 Быть, 14 С, 22 На, и 36 Cl в атмосфере: Высотные профили функций урожайности». J. Geophys. Res. Atmos . 121 (13): 8125–8136. arXiv : 1606.05899 . Bibcode : 2016JGRD..121.8125P . doi : 10.1002/2016JD025034 . ID 119301845 .
- ^ Балко, Грег; Шустер, Дэвид Л. (2009). " 26 Аль- 10 Быть- 21 Датирование захоронения Не» (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 286 (3–4): 570–575. Bibcode : 2009E&PSL.286..570B . doi : 10.1016/j.epsl.2009.07.025 . Архивировано из оригинала . (PDF) 23 сентября 2015 г. Проверено 10 декабря 2012 г. .
- ^ Палеари, Кьяра И.; Ф. Мехальди; Ф. Адольфи; М. Кристл; К. Вокенхубер; П. Гаучи; Дж. Бир; Н. Брем; Т. Эрхардт; Х.-А. Синал; Л. Вакер; Ф. Вильгельмс; Р. Мюшелер (2022). «Космогенные радионуклиды обнаруживают экстремальную бурю солнечных частиц вблизи солнечного минимума 9125 лет назад» . Нат. Коммун . 13 (214): 214. Бибкод : 2022NatCo..13..214P . дои : 10.1038/s41467-021-27891-4 . ПМЦ 8752676 . ПМИД 35017519 .
- ^ Оцуки, Т.; Юки, Х.; Муто, М.; Касаги, Дж.; Оно, К. (9 сентября 2004 г.). «Увеличенная скорость распада электронного захвата 7Be, инкапсулированного в клетки C60» . Письма о физических отзывах . 93 (11): 112501. Бибкод : 2004PhRvL..93k2501O . doi : 10.1103/PhysRevLett.93.112501 . ПМИД 15447332 . Проверено 23 февраля 2022 г.