Isótopos de níquel - Isotopes of nickel
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Peso atômico padrão A r, padrão (Ni) | 58,6934 (4) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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O níquel de ocorrência natural ( 28 Ni) é composto de cinco isótopos estáveis ;58
Ni
, 60
Ni
, 61
Ni
, 62
Ni
e 64
Ni
, com 58
Ni
sendo o mais abundante (68,077% abundância natural ). 26 radioisótopos foram caracterizados, sendo o mais estável59
Ni
com meia-vida de 76.000 anos,63
Ni
com meia-vida de 100,1 anos, e 56
Ni
com meia-vida de 6.077 dias. Todos os demais isótopos radioativos têm meias-vidas inferiores a 60 horas e a maioria destes com meias-vidas inferiores a 30 segundos. Este elemento também possui 8 metaestados .
Lista de isótopos
Nuclídeo |
Z | N |
Massa isotópica ( Da ) |
Meia-vida |
Modo de decaimento |
Isótopo filha |
Giro e paridade |
Abundância natural (fração molar) | |||||||||||
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Energia de excitação | Proporção normal | Faixa de variação | |||||||||||||||||
48 Ni |
28 | 20 | 48,01975 (54) # | 10 # ms [> 500 ns] |
0+ | ||||||||||||||
49 Ni |
28 | 21 | 49,00966 (43) # | 13 (4) ms [12 (+ 5-3) ms] |
7 / 2− # | ||||||||||||||
50 Ni |
28 | 22 | 49.99593 (28) # | 9,1 (18) ms | β + | 50 Co | 0+ | ||||||||||||
51 Ni |
28 | 23 | 50,98772 (28) # | 30 # ms [> 200 ns] |
β + | 51 Co | 7 / 2− # | ||||||||||||
52 Ni |
28 | 24 | 51,97568 (9) # | 38 (5) ms | β + (83%) | 52 Co | 0+ | ||||||||||||
β + , p (17%) | 51 Fe | ||||||||||||||||||
53 Ni |
28 | 25 | 52,96847 (17) # | 45 (15) ms | β + (55%) | 53 Co | (7/2 -) # | ||||||||||||
β + , p (45%) | 52 Fe | ||||||||||||||||||
54 Ni |
28 | 26 | 53,95791 (5) | 104 (7) ms | β + | 54 Co | 0+ | ||||||||||||
55 Ni |
28 | 27 | 54,951330 (12) | 204,7 (17) ms | β + | 55 Co | 7 / 2− | ||||||||||||
56 Ni |
28 | 28 | 55,942132 (12) | 6,075 (10) d | β + |
56 Co |
0+ | ||||||||||||
57 Ni |
28 | 29 | 56,9397935 (19) | 35,60 (6) h | β + |
57 Co |
3/2− | ||||||||||||
58 Ni |
28 | 30 | 57,9353429 (7) | Observacionalmente estável | 0+ | 0,680769 (89) | |||||||||||||
59 Ni |
28 | 31 | 58,9343467 (7) | 7,6 (5) × 10 4 y | CE (99%) |
59 Co |
3/2− | ||||||||||||
β + (1,5x10 −5 %) | |||||||||||||||||||
60 Ni |
28 | 32 | 59,9307864 (7) | Estábulo | 0+ | 0,262231 (77) | |||||||||||||
61 Ni |
28 | 33 | 60,9310560 (7) | Estábulo | 3/2− | 0,011399 (6) | |||||||||||||
62 Ni |
28 | 34 | 61,9283451 (6) | Estábulo | 0+ | 0,036345 (17) | |||||||||||||
63 Ni |
28 | 35 | 62,9296694 (6) | 100,1 (20) y | β - |
63 Cu |
1/2− | ||||||||||||
63m Ni |
87,15 (11) keV | 1,67 (3) μs | 5 / 2− | ||||||||||||||||
64 Ni |
28 | 36 | 63,9279660 (7) | Estábulo | 0+ | 0,009256 (9) | |||||||||||||
65 Ni |
28 | 37 | 64,9300843 (7) | 2,5172 (3) h | β - |
65 Cu |
5 / 2− | ||||||||||||
65m Ni |
63,37 (5) keV | 69 (3) μs | 1/2− | ||||||||||||||||
66 Ni |
28 | 38 | 65,9291393 (15) | 54,6 (3) h | β - |
66 Cu |
0+ | ||||||||||||
67 Ni |
28 | 39 | 66,931569 (3) | 21 (1) s | β - |
67 Cu |
1/2− | ||||||||||||
67m Ni |
1007 (3) keV | 13,3 (2) μs | β - |
67 Cu |
9/2 + | ||||||||||||||
ISTO | 67 Ni | ||||||||||||||||||
68 Ni |
28 | 40 | 67,931869 (3) | 29 (2) s | β - |
68 Cu |
0+ | ||||||||||||
68m1 Ni |
1770,0 (10) keV | 276 (65) ns | 0+ | ||||||||||||||||
68m2 Ni |
2849,1 (3) keV | 860 (50) μs | 5- | ||||||||||||||||
69 Ni |
28 | 41 | 68,935610 (4) | 11,5 (3) s | β - |
69 Cu |
9/2 + | ||||||||||||
69m1 Ni |
321 (2) keV | 3,5 (4) s | β - |
69 Cu |
(1 / 2−) | ||||||||||||||
ISTO | 69 Ni | ||||||||||||||||||
69m2 Ni |
2701 (10) keV | 439 (3) ns | (17 / 2−) | ||||||||||||||||
70 Ni |
28 | 42 | 69,93650 (37) | 6,0 (3) s | β - |
70 Cu |
0+ | ||||||||||||
70m Ni |
2860 (2) keV | 232 (1) ns | 8+ | ||||||||||||||||
71 Ni |
28 | 43 | 70,94074 (40) | 2,56 (3) s | β - |
71 Cu |
1/2− # | ||||||||||||
72 Ni |
28 | 44 | 71,94209 (47) | 1,57 (5) s | β - (> 99,9%) |
72 Cu |
0+ | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) |
71 Cu |
||||||||||||||||||
73 Ni |
28 | 45 | 72,94647 (32) # | 0,84 (3) s | β - (> 99,9%) |
73 Cu |
(9/2 +) | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) |
72 Cu |
||||||||||||||||||
74 Ni |
28 | 46 | 73,94807 (43) # | 0,68 (18) s | β - (> 99,9%) |
74 Cu |
0+ | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) |
73 Cu |
||||||||||||||||||
75 Ni |
28 | 47 | 74,95287 (43) # | 0,6 (2) s | β - (98,4%) |
75 Cu |
(7/2 +) # | ||||||||||||
β - , n (1,6%) |
74 Cu |
||||||||||||||||||
76 Ni |
28 | 48 | 75,95533 (97) # | 470 (390) ms [0,24 (+ 55-24) s] |
β - (> 99,9%) |
76 Cu |
0+ | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) |
75 Cu |
||||||||||||||||||
77 Ni |
28 | 49 | 76,96055 (54) # | 300 # ms [> 300 ns] |
β - |
77 Cu |
9/2 + # | ||||||||||||
78 Ni |
28 | 50 | 77,96318 (118) # | 120 # ms [> 300 ns] |
β - |
78 Cu |
0+ | ||||||||||||
79 Ni |
28 | 51 | 78,970400 (640) # | 43,0 ms + 86-75 | β - |
79 Cu |
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80 Ni |
28 | 52 | 78,970400 (640) # | 24 ms + 26-17 | β - |
80 Cu |
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Este cabeçalho e rodapé da tabela: |
- ^ m Ni - isômero nuclear Excited.
- ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
- ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da superfície de massa (TMS).
- ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
-
^
Modos de decadência:
CE: Captura de elétrons ISTO: Transição isomérica n: Emissão de nêutrons - ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
- ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
- ^ Acredita-se que decaia por β + β + a 58 Fe com meia-vida ao longo de 7 × 10 20 anos
- ^ Maior energia de ligação por núcleo de todos os nuclídeos
Isótopos notáveis
Os 5 isótopos estáveis e 30 instáveis de níquel variam em peso atômico de48
Ni
para 82
Ni
e incluem:
O níquel-48 , descoberto em 1999, é o isótopo de níquel mais pobre em nêutrons conhecido. Com 28 prótons e 20 nêutrons 48
Ni
é " duplamente mágico " (como208
Pb
) e, portanto, muito mais estável (com um limite inferior de seu tempo de meia-vida de 0,5 μs) do que seria esperado de sua posição no gráfico de nuclídeos. Ele tem a maior proporção de prótons para nêutrons (excesso de prótons) de qualquer nuclídeo duplamente mágico conhecido.
O níquel-56 é produzido em grandes quantidades em supernovas e a forma da curva de luz dessas supernovas exibe escalas de tempo características que correspondem ao decaimento do níquel-56 para cobalto -56 e depois para ferro-56 .
O níquel-58 é o isótopo de níquel mais abundante, respondendo por 68,077% da abundância natural . As possíveis fontes incluem a captura de elétrons do cobre-58 e EC + p do zinco-59 .
O níquel-59 é um radionuclídeo cosmogênico de longa duração com meia-vida de 76.000 anos.59
Ni
encontrou muitas aplicações em geologia de isótopos .59
Ni
tem sido usado para datar a idade terrestre dos meteoritos e para determinar a abundância de poeira extraterrestre no gelo e sedimentos .
O níquel-60 é o produto filho do extinto radionuclídeo 60
Fe
(meia-vida = 2,6 My). Porque60
Fe
tinha uma meia-vida tão longa, sua persistência em materiais do sistema solar em concentrações altas o suficiente pode ter gerado variações observáveis na composição isotópica de60
Ni
. Portanto, a abundância de60
Ni
presente em material extraterrestre pode fornecer uma visão sobre a origem do sistema solar e sua história primitiva / muito antiga. Infelizmente, os isótopos de níquel parecem ter sido distribuídos de forma heterogênea no início do sistema solar. Portanto, até agora, nenhuma informação de idade real foi obtida a partir de60
Ni
excessos. 60
Ni
é também o produto final estável da decadência de 60
Zn
, o produto do degrau final da escada alfa. Outras fontes também podem incluir decaimento beta do cobalto-60 e captura de elétrons do cobre-60 .
O níquel-61 é o único isótopo estável do níquel com spin nuclear (I = 3/2), o que o torna útil para estudos por espectroscopia de EPR .
O níquel-62 tem a maior energia de ligação por núcleo de qualquer isótopo para qualquer elemento, ao incluir a camada de elétrons no cálculo. Mais energia é liberada formando este isótopo do que qualquer outro, embora a fusão possa formar isótopos mais pesados. Por exemplo, dois40
Ca
átomos podem se fundir para formar 80
Kr
mais 4 pósitrons (mais 4 neutrinos), liberando 77 keV por núcleo, mas as reações que levam à região do ferro / níquel são mais prováveis, pois liberam mais energia por bárion.
O níquel-63 tem dois usos principais: Detecção de vestígios de explosivos e em certos tipos de dispositivos eletrônicos, como tubos de descarga de gás usados como protetores de sobretensão . Um filtro de linha é um dispositivo que protege equipamentos eletrônicos sensíveis, como computadores, de mudanças repentinas na corrente elétrica que flui para eles. Também é usado no detector de captura de elétrons em cromatografia gasosa para a detecção principalmente de halogênios. É proposto para ser usado em geradores betavoltaicos em miniatura para marcapassos.
O níquel-64 é outro isótopo estável do níquel. As possíveis fontes incluem decaimento beta do cobalto-64 e captura de elétrons do cobre-64 .
O níquel-78 é um dos isótopos conhecidos mais pesados do elemento. Com 28 prótons e 50 nêutrons, o níquel-78 é duplamente mágico, resultando em uma energia de ligação nuclear muito maior e estabilidade, apesar de ter uma proporção nêutron-próton desequilibrada . Tem meia-vida de 122 ± 5,1 milissegundos. Como consequência de seu número mágico de nêutrons, acredita-se que o níquel-78 tenha um importante envolvimento na nucleossíntese de supernova de elementos mais pesados que o ferro. 78 Ni, juntamente com N = 50 isótonos 79 Cu e 80 Zn, pensa-se que constituem um ponto de espera no r -process , onde mais de captura de neutrões é atrasado pela diferença casca e uma acumulação de isótopos em torno A = 80 resultados.
Referências
- Massas de isótopos de:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3-128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Composições isotópicas e massas atômicas padrão de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atômicos dos elementos. Revisão 2000 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atômicos dos elementos 2005 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Resumo da postura .
- Dados de meia-vida, spin e isômero selecionados das seguintes fontes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3-128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Centro Nacional de Dados Nucleares . "Banco de dados NuDat 2.x" . Laboratório Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabela dos Isótopos". Em Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85ª ed.). Boca Raton, Flórida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
- IAEA - Seção de Dados Nucleares. "Livechart - Tabela de Nuclídeos" . IAEA - Seção de Dados Nucleares . Página visitada em 23 de maio de 2018 .