Изотопы фтора - Isotopes of fluorine
| |||||||||||||||||||||||||
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: |
- ^ m F - 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).
- ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
-
^
Режимы распада:
EC: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход n: Эмиссия нейтронов п: Испускание протонов - ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
- ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ Возбужденное состояние 5/2 +, вероятно, наблюдалось, но наблюдение основного состояния сомнительно.
- ^ Имеет лечебное применение
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
- ^ "Стандартный атомный вес: фтор" . CIAAW . 2013.
- ^ 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 .
- ^ 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 .
-
^ 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 . - ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ a b [1] Коэффициент ветвления F-18 для излучения позитронов в зависимости от EC
- ^ Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .