Изотопы калия
| ||||||||||||||||||||||||||||||
| Стандартный атомный вес А р °(К) | ||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Калий (
19 K ) имеет 24 известных изотопа из 35
KКто 57
К, а также 31
К. , а также неподтвержденное сообщение о 59
К. [3] Три из этих изотопов встречаются в природе: две стабильные формы 39
К (93,3%) и 41
К (6,7%) и очень долгоживущий радиоизотоп. 40
К (0,012%)
Радиоактивное вещество природного происхождения. 40
K распадается с периодом полураспада 1,248×10. 9 годы. 89% этих распадов стабильны. 40
Ca в результате бета-распада , а 11% - 40
Ar либо захватом электронов , либо эмиссией позитронов . Эта последняя ветвь распада привела к образованию изотопного содержания аргона на Земле, которое сильно отличается от того, которое наблюдается в газовых гигантах и звездных спектрах. 40
K имеет самый длинный известный период полураспада среди всех нуклидов -эмиттеров позитронов . Длительный период полураспада этого первичного радиоизотопа вызван переходом, сильно запрещенным по спину : 40
K имеет ядерный спин 4, в то время как обе его дочери распада являются четно-четными изотопами со спином 0.
40
K содержится в природном калии в достаточном количестве, чтобы большие пакеты с хлорида калия заменителями коммерческой соли можно было использовать в качестве радиоактивного источника для демонстраций в классе. [ нужна ссылка ] 40
К — крупнейший источник естественной радиоактивности у здоровых животных и человека, превышающий даже 14
С. В организме человека массой 70 кг около 4400 ядер 40
K распад в секунду. [4]
Распад 40
KКто 40
Ar используется при калием-аргоном датировании горных пород . Минералы датируются путем измерения концентрации калия и количества радиогенных веществ. 40
Ар , что накопилось. Обычно метод предполагает, что породы не содержали аргона на момент образования и весь последующий радиогенный аргон (т.е. 40
Ar ) был сохранен. [ нужна ссылка ] 40
К также широко использовался в качестве радиоактивного индикатора в исследованиях выветривания . [ нужна ссылка ]
У всех остальных изотопов калия период полураспада составляет менее суток, у большинства — менее минуты. Наименее стабильным является 31
K — трехпротонный эмиттер , открытый в 2019 году; его период полураспада оказался короче 10 пикосекунд . [5] [6]
Стабильные изотопы калия использовались в нескольких исследованиях круговорота питательных веществ , поскольку калий является макроэлементом, необходимым для жизни . [7]
Список изотопов
[ редактировать ]| Нуклид [n 1] | С | Н | Изотопная масса ( Да ) [8] [n 2] [n 3] | Период полураспада [9] [n 4] | Разлагаться режим [9] | Дочь изотоп [n 5] | Спин и паритет [9] [№ 6] [n 4] | Природное изобилие (молярная доля) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения [n 4] | Нормальная пропорция [9] | Диапазон вариаций | |||||||||||||||||
| 31 К [5] [6] | 19 | 12 | 31.03678(32)# | <10 пс | 3р | 28 С | 3/2+# | ||||||||||||
| 35 К | 19 | 16 | 34.98800541(55) | 175,2(19) мс | б + (99.63%) | 35 С | 3/2+ | ||||||||||||
| б + , р (0,37%) | 34 кл. | ||||||||||||||||||
| 36 К | 19 | 17 | 35.98130189(35) | 341(3) мс | б + (99.95%) | 36 С | 2+ | ||||||||||||
| б + , р (0,048%) | 35 кл. | ||||||||||||||||||
| б + , α (0,0034%) | 32 С | ||||||||||||||||||
| 37 К | 19 | 18 | 36.97337589(10) | 1,23651(94) с | б + | 37 С | 3/2+ | ||||||||||||
| 38 К | 19 | 19 | 37.96908111(21) | 7.651(19) мин. | б + | 38 С | 3+ | ||||||||||||
| 38м1 К | 130,15(4) кэВ | 924,35(12) мс | б + (99.97%) | 38 С | 0+ | ||||||||||||||
| ИТ (0,0330%) | 38 К | ||||||||||||||||||
| 38м2 К | 3458,10(17) кэВ | 21,95(11) мкс | ЭТО | 38 К | (7)+ | ||||||||||||||
| 39 К | 19 | 20 | 38.9637064848(49) | Стабильный | 3/2+ | 0.932581(44) | |||||||||||||
| 40 К [n 7] [№ 8] | 19 | 21 | 39.963998165(60) | 1.248(3)×10 9 и | б − (89.28%) | 40 Что | 4− | 1.17(1)×10 −4 | |||||||||||
| ЕС (10,72%) | 40 С | ||||||||||||||||||
| б + (0.001%) [10] | |||||||||||||||||||
| 40 м К | 1643,638(11) кэВ | 336(12) нс | ЭТО | 40 К | 0+ | ||||||||||||||
| 41 К | 19 | 22 | 40.9618252561(40) | Стабильный | 3/2+ | 0.067302(44) | |||||||||||||
| 42 К | 19 | 23 | 41.96240231(11) | 12,355(7) ч | б − | 42 Что | 2− | След [n 9] | |||||||||||
| 43 К | 19 | 24 | 42.96073470(44) | 22,3(1) ч | б − | 43 Что | 3/2+ | ||||||||||||
| 43 м К | 738,30(6) кэВ | 200(5) нс | ЭТО | 43 К | 7/2− | ||||||||||||||
| 44 К | 19 | 25 | 43.96158698(45) | 22.13(19) мин. | б − | 44 Что | 2− | ||||||||||||
| 45 К | 19 | 26 | 44.96069149(56) | 17,8(6) мин. | б − | 45 Что | 3/2+ | ||||||||||||
| 46 К | 19 | 27 | 45.96198158(78) | 96,30(8) с | б − | 46 Что | 2− | ||||||||||||
| 47 К | 19 | 28 | 46.9616616(15) | 17,38(3) с | б − | 47 Что | 1/2+ | ||||||||||||
| 48 К | 19 | 29 | 47.96534118(83) | 6,83(14) с | б − (98.86%) | 48 Что | 1− | ||||||||||||
| б − , н (1,14%) | 47 Что | ||||||||||||||||||
| 49 К | 19 | 30 | 48.96821075(86) | 1,26(5) с | б − , н (86%) | 48 Что | 1/2+ | ||||||||||||
| б − (14%) | 49 Что | ||||||||||||||||||
| 50 К | 19 | 31 | 49.9723800(83) | 472(4) мс | б − (71.4%) | 50 Что | 0− | ||||||||||||
| б − , н (28,6%) | 49 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 48 Что | ||||||||||||||||||
| 50 м К | 172,0(4) кэВ | 125(40) нс | ЭТО | 50 К | (2−) | ||||||||||||||
| 51 К | 19 | 32 | 50.975828(14) | 365(5) мс | б − , н (65%) | 50 Что | 3/2+ | ||||||||||||
| б − (35%) | 51 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 49 Что | ||||||||||||||||||
| 52 К | 19 | 33 | 51.981602(36) | 110(4) мс | б − , н (72,2%) | 51 Что | 2−# | ||||||||||||
| б − (25.5%) | 52 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н (2,3%) | 50 Что | ||||||||||||||||||
| 53 К | 19 | 34 | 52.98680(12) | 30(5) мс | б − , н (64%) | 52 Что | 3/2+ | ||||||||||||
| б − (26%) | 53 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н (10%) | 51 Что | ||||||||||||||||||
| 54 К | 19 | 35 | 53.99447(43)# | 10(5) мс | б − | 54 Что | 2−# | ||||||||||||
| б − , н? | 53 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 52 Что | ||||||||||||||||||
| 55 К | 19 | 36 | 55.00051(54)# | 10# мс [>620 нс] | б − ? | 55 Что | 3/2+# | ||||||||||||
| б − , н? | 54 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 54 Что | ||||||||||||||||||
| 56 К | 19 | 37 | 56.00857(64)# | 5# мс [>620 нс] | б − ? | 56 Что | 2−# | ||||||||||||
| б − , н? | 55 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 54 Что | ||||||||||||||||||
| 57 К | 19 | 38 | 57.01517(64)# | 2# мс [>400 нс] | б − ? | 57 Что | 3/2+# | ||||||||||||
| б − , н? | 56 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 55 Что | ||||||||||||||||||
| 59 К [3] [№ 10] | 19 | 40 | 59.03086(86)# | 1# мс [>400 нс] | б − ? | 59 Что | 3/2+# | ||||||||||||
| б − , н? | 58 Что | ||||||||||||||||||
| б − , 2н? | 57 Что | ||||||||||||||||||
| Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ м К – 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).
- ^ Jump up to: а б с # – Значения, отмеченные #, получены не только на основе экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ Жирный символ в виде дочернего продукта — дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение вращения — указывает на вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Используется при датировании калием-аргоном.
- ^ Первичный радионуклид
- ^ Продукт распада 42 С
- ^ Открытие этого изотопа не подтверждено.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Стандартные атомные массы: калий» . ЦИАВ . 1979.
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: а б Нойкур, Лео; Цао, Юйчен; Назаревич, Витольд; и др. (14 февраля 2019 г.). «Линия нейтронной капельницы в регионе Са на основе усреднения байесовской модели». Письма о физических отзывах . 122 (6). arXiv : 1901.07632 . doi : 10.1103/PhysRevLett.122.062502 .
- ^ «Радиоактивное тело человека» . Проверено 18 мая 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Особый атом встряхивает представления о строении ядра» . Природа . 573 (7773): 167. 6 сентября 2019 г. Бибкод : 2019Natur.573T.167. . дои : 10.1038/d41586-019-02655-9 . ПМИД 31506620 .
- ^ Jump up to: а б Костылева Д.; и др. (2019). «К пределам существования ядерной структуры: наблюдение и первая спектроскопия изотопа». 31 K путем измерения его трехпротонного распада». Physical Review Letters . 123 (9): 092502. arXiv : 1905.08154 . Bibcode : 2019PhRvL.123i2502K . doi : 10.1103/PhysRevLett.123.092502 . PMID 315244 . .S2CID 159041565 89
- ^ «Состав изотопов калия в почве за четыре миллиона лет развития экосистемы на Гавайях» . par.nsf.gov . Июнь 2022.
- ^ 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 .
- ^ Jump up to: 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 .
- ^ Энгелькемейр, Д.В.; Флинн, К.Ф.; Гленденин, Л.Е. (1962). «Позитронная эмиссия при распаде К40». Физический обзор . 126 (5): 1818. Бибкод : 1962PhRv..126.1818E . дои : 10.1103/PhysRev.126.1818 .
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
