Monoizotopový prvek - Monoisotopic element

A monoisotopický prvek je prvek, který má pouze jeden stabilní izotop (nuklid). Tuto vlastnost má pouze 26 prvků. Seznam je uveden v následující části.
Stabilita je experimentálně definována pro chemické prvky, protože existuje řada stabilních nuklidů s atomovými čísly nad ~ 40, které jsou teoreticky nestabilní, ale zjevně mají poločasy tak dlouhé, že nebyly pozorovány přímo nebo nepřímo (od měření produktů) až po rozpad.
Monoisotopické prvky jsou charakterizovány, s výjimkou jediného případu, lichým počtem protonů (lichý Z), a dokonce i počet neutronů. Vzhledem k energetickému zisku z účinků párování jader, lichý počet protonů propůjčuje nestabilitu izotopům lichého Z, což u těžších prvků vyžaduje zcela spárovanou sadu neutronů, aby se tato tendence vyrovnala se stabilitou. (Čtyři stabilní nuklidy s lichými Z a lichá neutronová čísla jsou vodík-2, lithium-6, bór-10 a dusík-14.)
Jedna mononukleidová výjimka z lichého Z pravidlem je berylium; jeho jediný stabilní, prvotní izotop, berylium-9, má 4 protony a 5 neutronů. Je zabráněno tomu, aby tento prvek měl stabilní izotop se stejným počtem neutronů a protonů (berylium-8, se 4 z každého) svou nestabilitou vůči rozpad alfa, který je zvýhodněný kvůli extrémně těsné vazbě helium-4 jádra. To, že má stabilní izotop se 4 protony a 6 neutrony, mu brání velmi velký nesoulad v poměru proton / neutron pro takový světelný prvek. (Nicméně, berylium-10 má poločas rozpadu 1,36 milionu let, což je příliš krátký čas na to, aby byl prvotní, ale stále naznačuje neobvyklou stabilitu pro lehký izotop s takovou nerovnováhou.)
Odlišení od mononukleidových prvků
Sada monoisotopických prvků se překrývá, ale není stejná jako sada 21 mononukleidové prvky, které se vyznačují tím, že mají v podstatě pouze jeden izotop (nuklid) nacházející se v přírodě.[1] Důvodem je výskyt určitých dlouhodobých radioaktivních látek prvotní nuklidy v přírodě, které mohou tvořit příměsi s monoizotopy, a tak jim bránit v přirozené mononukleidičnosti. To se děje v případech 7 (26 − 19 = 7) monoisotopických prvků. Tyto izotopy jsou monoisotopické, ale vzhledem k přítomnosti radioaktivního primordiálního nuklidu s dlouhým poločasem rozpadu nejsou mononukleidové. Tyto prvky jsou vanadium, rubidium, indium, lanthan, evropské, rhenium a lutetium. Viz seznam níže; ve dvou zaznamenaných případech (indium a rhenium) je radionuklid s dlouhou životností ve skutečnosti nejhojnějším izotopem v přírodě a stabilní izotop je méně hojný.
Ve 2 dalších případech (vizmut[2] a protactinium ), vyskytují se mononukleidové prvky prvotně které nejsou monoisotopické, protože přirozeně se vyskytující nuklid je radioaktivní, a prvek tedy nemá vůbec žádné stabilní izotopy. Aby byl prvek monoisotopický, musí mít jeden stabilní nuklid.
Seznam (pozorovatelně stabilních) monoisotopických prvků seřazených podle atomového čísla a hmotnosti
Ne-mononukleidové prvky jsou označeny hvězdičkou a mají dlouhou životnost prvotní radioizotop daný. Ve dvou pozoruhodných případech (indium a rhenium) je nejvyšší výskyt přirozeně se vyskytujícího izotopu mírně radioaktivní a v případě europia téměř polovina.
- Berylium-9
- Fluor-19
- Sodík-23
- Hliník-27
- Fosfor-31
- Scandium-45
- Vanad-51 * přirozeně se vyskytuje u 0,25% radioaktivních látek vanad-50
- Mangan-55
- Cobalt-59
- Arsen-75
- Rubidium-85 * přirozeně se vyskytuje u 27,835% radioaktivních látek rubidium-87
- Yttrium-89
- Niob-93
- Rhodium-103
- Indium-113 * přirozeně se vyskytuje u většina (95,7%) radioaktivní izotop indium-115
- Jód-127
- Cesium-133
- Lanthan-139 * přirozeně se vyskytuje s 0,09% radioaktivního lanthan-138
- Praseodymium-141
- Europium-153 * přirozeně se vyskytuje u 47,8% radioaktivních látek europium-151
- Terbium-159
- Holmium-165
- Thulium-169
- Lutetium-175 * přirozeně se vyskytuje u 2,59% radioaktivních látek lutetium-176
- Rhenium-185 * přirozeně se vyskytuje u většina (62,6%) radioaktivní izotop rhenium-187
- Zlato-197
Viz také
Reference
- ^ N. E. Holden, "Standardní hodnoty atomové hmotnosti pro mononukleidové prvky - 2001" BNL-NCS-68362, Brookhaven National Laboratory (2001)
- ^ Do roku 2003 209Bi byla považována za první kategorii. Poté bylo zjištěno, že má poločas rozpadu z 1019 let, zhruba miliardkrát vyšší než věk vesmíru. Vidět Vizmut