Isótopos de níquel - Isotopes of nickel

Principais isótopos do níquel   ( 28 Ni)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
58 Ni 68,077% estábulo
59 Ni vestígio 7,6 × 10 4  y ε 59 Co
60 Ni 26,223% estábulo
61 Ni 1,140% estábulo
62 Ni 3,635% estábulo
63 Ni syn 100 anos β - 63 Cu
64 Ni 0,926% estábulo
Peso atômico padrão A r, padrão (Ni) 58,6934 (4)

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)
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
80
Ni
28 52 78,970400 (640) # 24 ms + 26-17 β - 80
Cu
Este cabeçalho e rodapé da tabela:
  1. ^ m Ni - isômero nuclear Excited.
  2. ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
  3. ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da superfície de massa (TMS).
  4. ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  5. ^ Modos de decadência:
    CE: Captura de elétrons
    ISTO: Transição isomérica
    n: Emissão de nêutrons
  6. ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
  7. ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
  8. ^ Acredita-se que decaia por β + β + a 58 Fe com meia-vida ao longo de 7 × 10 20 anos
  9. ^ 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