Изотопы фтора - Isotopes of fluorine

Основные изотопы фтора   ( 9 F)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
18 F след 109,739 мин. β + (96,9%) 18 O
ε (3,14%) 18 O
19 F 100% стабильный
Стандартный атомный вес A r, стандартный (F) 18,998 403 163 (6)

Фтор ( 9 F) имеет 18 известных изотопов в диапазоне от 13 F до 31 F (за исключением 30 F) и два изомера ( 18 m F и 26 m F). Только фтор-19 является стабильным и встречается в природе; следовательно, фтор является моноизотопным и мононуклидным элементом , и только искусственно произведенные изотопы фтора имеют массовые числа, отличные от 19.

Самый долгоживущий радиоизотоп - 18 F ; его период полураспада составляет 109,739 минут. Все остальные изотопы фтора имеют период полураспада менее минуты, а большинство из них - менее секунды. Наименее стабильным известным изотопом является 14 F, период полураспада которого составляет 500 (60) × 10 -24 секунды, что соответствует спектральной ширине линии около 1 МэВ.

Список изотопов

Нуклид
 Z N Изотопная масса ( Да )
 Период полураспада
Режим распада
 Дочерний
изотоп
 Спин и
паритет
 Естественное изобилие (мольная доля)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция Диапазон вариации
13 F 9 4 п 12 O
14 F 9 5 14.03432 (4) 500 (60) × 10 −24  с
[910 кэВ] 		п 13 O 2−
15 F 9 6 15.017785 (15) 1,1 (0,3) × 10 −21  с
[1,0 (2) МэВ] 		п 14 O 1/2 +
16 F 9 7 16.011466 (9) 11 (6) × 10 −21  с
[40 (20) кэВ] 		п 15 O 0−
17 F 9 8 17.00209524 (27) 64.370 (27) с β + 17 O 5/2 +
18 F 9 9 18.0009373 (5) 109,739 (9) мин β + (96,86%) 18 O 1+ След
ЭК (3,14%) 18 O
18м Ж 1121.36 (15) кэВ 162 (7) нс ЭТО 18 F 5+
19 F 9 10 18.9984031629 (9) Стабильный 1/2 + 1,0000
20 F 9 11 19.99998125 (3) 11.163 (8) с β - 20 Ne 2+
21 F 9 12 20.9999489 (19) 4.158 (20) с β - 21 Ne 5/2 +
22 ж 9 13 22.002999 (13) 4,23 (4) с β - (89%) 22 Ne (4+)
β - , n (11%) 21 Ne
23 F 9 14 23,00353 (4) 2.23 (14) с β - (86%) 23 Ne 5/2 +
β - , n (14%) 22 Ne
24 F 9 15 24,00810 (10) 384 (16) мс β - (94,1%) 24 Ne 3+
β - , n (5,9%) 23 Ne
25 F 9 16 25.01217 (10) 80 (9) мс β - (76,9%) 25 Ne (5/2 +)
β - , n (23,1%) 24 Ne
26 F 9 17 26.02002 (12) 8,2 (9) мс β - (86,5%) 26 Ne 1+
β - , n (13,5%) 25 Ne
26м Ж 643,4 (1) кэВ 2,2 (1) мс IT (82%) 26 F (4+)
β - , n (12%) 25 Ne
β - (6%) 26 Ne
27 F 9 18 27,02732 (42) 4.9 (2) мс β - , n (77%) 26 Ne 5/2 + #
β - (23%) 27 Ne
28 F 9 19 28.03622 (42) 46 × 10 −21 с п 27 F
29 F 9 20 29.04310 (56) 2,5 (3) мс β - , n (60%) 28 Ne 5/2 + #
β - (40%) 29 Ne
31 F 9 22 31.06027 (59) # 1 # мс [> 260 нс] β - 31 Ne 5/2 + #
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ m F - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  5. ^ Режимы распада:
    EC: Электронный захват
    ЭТО: Изомерный переход
    n: Эмиссия нейтронов
    п: Испускание протонов
  6. ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
  7. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  8. ^ Возбужденное состояние 5/2 +, вероятно, наблюдалось, но наблюдение основного состояния сомнительно.
  9. ^ Имеет лечебное применение

Фтор-18

Основная статья: Фтор-18

Из нестабильных нуклидов фтора 18 F имеет самый длительный период полураспада - 109,739 минут. Он имеет две моды распада, основной из которых является эмиссия позитронов. По этой причине 18 F является коммерчески важным источником позитронов . Его основная ценность заключается в производстве радиофармацевтического препарата флудезоксиглюкозы , используемого в позитронно-эмиссионной томографии в медицине.

Как и все радиоизотопы, излучающие позитроны, 18 F также может распадаться за счет захвата электронов . В любом случае, 18 F распадается на 18 O . Однако два режима распада не случаются одинаково часто; 96,86% распадов происходят из-за испускания бета-плюс (позитронов) и 3,14% за счет захвата электронов.

Фтор-18 - самый легкий нестабильный нуклид с равным нечетным числом протонов и нейтронов, по 9 каждого из них. (См. Также обсуждение стабильности нуклидов «магическими числами» .)

Фтор-19

Фтор-19 является единственным стабильным изотопом из фтора . Его распространенность составляет 100%; никаких других изотопов фтора не существует в значительных количествах. Его энергия связи составляет 147801 кэВ. Фтор-19 является ЯМР- активным со спином 1/2, поэтому он используется в спектроскопии ЯМР фтора-19 .

Фтор-20

Фтор-20 является одним из наиболее неустойчивых изотопов из фтора . Он имеет период полураспада 11,13 секунды и подвергается бета-распаду, превращаясь в дочерний нуклид 20 Ne. Его удельная радиоактивность составляет 1,885 × 10 9 ТБк / г, а срок службы составляет 15,87 секунды.

Фтор-21

Фтор-21 , как и фтор-20 , также является одним из нестабильных изотопов этого элемента. Его период полураспада составляет 4,158 секунды. Он также подвергается бета-распаду, оставляя после себя дочерние ядра 21 Ne. Его удельная радиоактивность составляет 4,78 × 10 9 ТБк / г.

Изомеры

Были охарактеризованы только два ядерных изомера (долгоживущие возбужденные состояния ядра), фтор-18m и фтор-26m. Период полураспада 18m F перед испусканием гамма-излучения составляет 162 (7)  наносекунды . Это меньше, чем период полураспада любого из основных ядерных состояний радиоизотопа фтора, за исключением массовых чисел 14–16, 28 и 31. Период полураспада 26m F составляет 2,2 (1) миллисекунды; он распадается в основном до основного состояния 26 F или (редко через бета-минус-распад ) до одного из высоковозбужденных состояний 26 Ne с испусканием запаздывающих нейтронов .

внешние ссылки

использованная литература

  1. ^ "Стандартный атомный вес: фтор" . CIAAW . 2013.
  2. ^ 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 .
  3. ^ a b c d e Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  4. ^ Период полураспада, мода распада, ядерный спин и изотопный состав взяты из:
    Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  5. ^ Ван, М .; Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Хуанг, WJ; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030003 .
  6. ^ a b Благотворительность, Р. Дж. (2 апреля 2021 г.). «Наблюдение за экзотическим изотопом 13 F, расположенным четырьмя нейтронами за линией протонной капельной линии» . Письма с физическим обзором . 126 (13): 2501. DOI : 10,1103 / PhysRevLett.126.132501 . Проверено 5 апреля 2021 года .
  7. ^ a b [1] Коэффициент ветвления F-18 для излучения позитронов в зависимости от EC
  8. ^ Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .