Моноизотопный элемент - Monoisotopic element

  Моноизотопные и мононуклидные элементы Моноизотопные, но природные радионуклиды существуют
    

Моноизотопная элемент является элементом , который имеет только один стабильный изотоп (нуклидов). Всего 26 элементов обладают этим свойством. Список приведен в следующем разделе.

Стабильность определяется экспериментально для химических элементов, поскольку существует ряд стабильных нуклидов с атомными номерами более ~  40, которые теоретически нестабильны, но, по-видимому, имеют такие длительные периоды полураспада, что они не наблюдались прямо или косвенно (из измерений продуктов). разлагаться.

Моноизотопные элементы характеризуются, за исключением единственного случая, нечетным числом протонов (нечетное Z ) и четным числом нейтронов. Из-за увеличения энергии от эффектов спаривания ядер нечетное число протонов придает нестабильность изотопам нечетного Z , что в более тяжелых элементах требует полностью спаренного набора нейтронов, чтобы компенсировать эту тенденцию к стабильности. (Четыре стабильных нуклида с нечетным Z и нечетным числом нейтронов - это водород-2, литий-6, бор-10 и азот-14.)

Единственным мононуклидным исключением из правила нечетных Z является бериллий; его единственный стабильный первичный изотоп, бериллий-9, имеет 4 протона и 5 нейтронов. Этот элемент не имеет стабильного изотопа с равным числом нейтронов и протонов ( бериллий-8 , по 4 каждого из них) из-за его нестабильности к альфа-распаду , который благоприятствует из-за чрезвычайно прочной связи ядер гелия-4 . Отсутствует стабильный изотоп с 4 протонами и 6 нейтронами из-за очень большого несоответствия в соотношении протон / нейтрон для такого легкого элемента. (Тем не менее, бериллий-10 имеет период полураспада 1,36 миллиона лет, что слишком мало, чтобы считаться изначальным , но все же указывает на необычную стабильность для легкого изотопа с таким дисбалансом.)

Дифференциация от мононуклидных элементов

Набор моноизотопных элементов перекрывается, но не совпадает с набором из 21 мононуклидного элемента , которые характеризуются наличием только одного изотопа (нуклида), встречающегося в природе. Причиной этого является наличие в природе некоторых долгоживущих радиоактивных первичных нуклидов , которые могут образовывать примеси с моноизотопами и, таким образом, препятствовать тому, чтобы они были естественными мононуклидами. Это происходит в случаях 7 ( 26 - 19 = 7 ) моноизотопных элементов. Эти изотопы моноизотопны, но из-за присутствия долгоживущего радиоактивного первичного нуклида не являются мононуклидами. Эти элементы - ванадий , рубидий , индий , лантан , европий , рений и лютеций . См. Список ниже; в двух отмеченных случаях (индий и рений) долгоживущий радионуклид на самом деле является наиболее распространенным изотопом в природе, а стабильный изотоп - менее распространенным.

В двух дополнительных случаях ( висмут и протактиний ) изначально присутствуют мононуклидные элементы, которые не являются моноизотопами, потому что встречающийся в природе нуклид радиоактивен, и, таким образом, элемент вообще не имеет стабильных изотопов. Чтобы элемент был моноизотопным, он должен иметь один стабильный нуклид.

Список (стабильных в наблюдениях) моноизотопных элементов, упорядоченных по атомному номеру и весу

Немононуклидные элементы отмечены звездочкой, и дан долгоживущий первичный радиоизотоп . В двух примечательных случаях (индий и рений) наиболее распространенным изотопом природного происхождения является умеренно радиоактивный изотоп, а в случае европия - почти половина.

Смотрите также

Ссылки

внешние ссылки

• Атомный вес элементов по состоянию на 2000 год, с разделом о моноизотопах, начинающейся на странице 708