Lista de elementos por estabilidade de isótopos - List of elements by stability of isotopes
Os núcleos atômicos consistem em prótons e nêutrons , que se atraem por meio da força nuclear , enquanto os prótons se repelem por meio da força elétrica devido à sua carga positiva . Essas duas forças competem, fazendo com que algumas combinações de nêutrons e prótons sejam mais estáveis do que outras. Os nêutrons estabilizam o núcleo porque atraem os prótons, o que ajuda a compensar a repulsão elétrica entre os prótons. Como resultado, conforme o número de prótons aumenta, uma proporção crescente de nêutrons para prótons é necessária para formar um núcleo estável; se muitos ou poucos nêutrons estiverem presentes em relação à proporção ótima, o núcleo se torna instável e sujeito a certos tipos de decaimento nuclear . Isótopos instáveis decaem por meio de várias vias de decaimento radioativo , mais comumente decaimento alfa , decaimento beta ou captura de elétrons . Muitos tipos raros de decadência, como fissão espontânea ou decadência do cluster , são conhecidos. (Consulte Decaimento radioativo para obter detalhes.)
Dos primeiros 82 elementos da tabela periódica , 80 possuem isótopos considerados estáveis. O 83º elemento, o bismuto, era tradicionalmente considerado como tendo o isótopo estável mais pesado, o bismuto-209 , mas em 2003 pesquisadores em Orsay , França, mediram a meia-vida de 209
Bi
ser 1,9 × 10 19 anos . Tecnécio e promécio ( números atômicos 43 e 61, respectivamente) e todos os elementos com um número atômico acima de 82 têm apenas isótopos que se decompõem por decaimento radioativo . Nenhum elemento não descoberto deve ser estável; portanto, o chumbo é considerado o elemento estável mais pesado. No entanto, é possível que alguns isótopos que agora são considerados estáveis se revelem decadentes com meias-vidas extremamente longas (como com 209
Bi
) Esta lista mostra o que foi acordado pelo consenso da comunidade científica a partir de 2019.
Para cada um dos 80 elementos estáveis, o número de isótopos estáveis é dado. Espera-se que apenas 90 isótopos sejam perfeitamente estáveis, e 162 adicionais são energeticamente instáveis, mas nunca foi observada decadência. Assim, 252 isótopos ( nuclídeos ) são estáveis por definição (incluindo tântalo-180m, para o qual ainda não foi observada decadência). Aqueles que no futuro podem ser considerados radioativos devem ter meia-vida superior a 10 22 anos (por exemplo, xenônio-134).
Em abril de 2019, foi anunciado que a meia-vida do xenônio-124 foi medida para 1,8 × 10 22 anos. Esta é a meia-vida mais longa medida diretamente para qualquer isótopo instável; apenas a meia-vida do telúrio-128 é mais longa.
Dos elementos químicos, apenas um elemento ( estanho ) tem 10 desses isótopos estáveis, cinco têm sete isótopos, oito têm seis isótopos, dez têm cinco isótopos, nove têm quatro isótopos, cinco têm três isótopos estáveis, 16 têm dois isótopos estáveis e 26 têm um único isótopo estável.
Além disso, cerca de 30 nuclídeos dos elementos de ocorrência natural têm isótopos instáveis com meia-vida maior do que a idade do Sistema Solar (~ 10 9 anos ou mais). Outros quatro nuclídeos têm meia-vida superior a 100 milhões de anos, o que é muito menor do que a idade do sistema solar, mas longa o suficiente para que alguns deles tenham sobrevivido. Estes 34 nuclídeos radioativos de ocorrência natural compreendem os nuclídeos primordiais radioativos . O número total de nuclídeos primordiais é então 252 (os nuclídeos estáveis) mais os 34 nuclídeos primordiais radioativos, para um total de 286 nuclídeos primordiais. Este número está sujeito a alterações se novos primordiais de vida curta forem identificados na Terra.
Um dos nuclídeos primordiais é o tântalo-180m , que deve ter meia-vida superior a 10-15 anos, mas nunca foi observado que decai. A meia-vida ainda mais longa de 2,2 × 10 24 anos de telúrio-128 foi medida por um método exclusivo de detecção de seu filho radiogênico xenônio-128 e é a meia-vida mais longa conhecida medida experimentalmente. Outro exemplo notável é o único isótopo de bismuto que ocorre naturalmente, o bismuto-209 , que foi predito como instável com meia-vida muito longa, mas que decaiu. Por causa de suas longas meias-vidas, esses isótopos ainda são encontrados na Terra em várias quantidades e, junto com os isótopos estáveis, são chamados de isótopos primordiais . Todos os isótopos primordiais são dados em ordem decrescente de abundância na Terra . Para obter uma lista de nuclídeos primordiais em ordem de meia-vida, consulte Lista de nuclídeos .
Sabe-se da existência de 118 elementos químicos . Todos os elementos do elemento 94 são encontrados na natureza, e o restante dos elementos descobertos são produzidos artificialmente, com isótopos conhecidos por serem altamente radioativos com meias-vidas relativamente curtas (veja abaixo). Os elementos nesta lista são ordenados de acordo com o tempo de vida de seu isótopo mais estável. Destes, três elementos ( bismuto , tório e urânio ) são primordiais porque têm meia-vida longa o suficiente para ainda serem encontrados na Terra, enquanto todos os outros são produzidos por decomposição radioativa ou são sintetizados em laboratórios e reatores nucleares . Apenas 13 dos 38 elementos conhecidos, mas instáveis, têm isótopos com meia-vida de pelo menos 100 anos. Cada isótopo conhecido dos 25 elementos restantes é altamente radioativo; estes são usados em pesquisas acadêmicas e às vezes na indústria e na medicina. Alguns dos elementos mais pesados na tabela periódica podem ser revelados como tendo isótopos ainda não descobertos com vidas mais longas do que aqueles listados aqui.
Cerca de 338 nuclídeos são encontrados naturalmente na Terra. Estes compreendem 252 isótopos estáveis, e com a adição dos 34 radioisótopos de vida longa com meia-vida superior a 100 milhões de anos, um total de 286 nuclídeos primordiais , como observado acima. Os nuclídeos encontrados naturalmente compreendem não apenas os 286 primordiais, mas também incluem cerca de 52 isótopos de vida curta (definidos por uma meia-vida inferior a 100 milhões de anos, muito curta para ter sobrevivido da formação da Terra) que são filhas de isótopos primordiais (como o rádio do urânio ); ou então são feitos por processos naturais energéticos, como o carbono-14 feito do nitrogênio atmosférico por bombardeio de raios cósmicos .
Elementos por número de isótopos primordiais
Um número par de prótons ou nêutrons é mais estável ( energia de ligação mais alta ) por causa dos efeitos de emparelhamento , portanto, os nuclídeos pares são muito mais estáveis do que os ímpares. Um dos efeitos é que existem poucos nuclídeos ímpar-ímpares estáveis: na verdade, apenas cinco são estáveis, com outros quatro tendo meia-vida superior a um bilhão de anos.
Outro efeito é evitar o decaimento beta de muitos nuclídeos pares-pares em outro nuclídeo par-par com o mesmo número de massa, mas com energia inferior, porque o decaimento ocorrendo uma etapa por vez teria que passar por um nuclídeo ímpar-ímpar de alta energia. (O decaimento beta duplo diretamente de par-par para par-par, pulando um nuclídeo ímpar-ímpar, só é possível ocasionalmente e é um processo tão fortemente impedido que tem uma meia-vida maior do que um bilhão de vezes a idade do universo ). Isso faz com que para um maior número de nuclidos estáveis par-par, attr para alguns neros de massa , e até sete para alguns protão) (números atómicos e, pelo menos, quatro para todos estáveis mesmo- Z elementos além do ferro (excepto estrôncio e chumbo ).
Como um núcleo com um número ímpar de prótons é relativamente menos estável, os elementos com números ímpares tendem a ter menos isótopos estáveis. Dos 26 elementos " monoisotópicos " que têm apenas um único isótopo estável, todos, exceto um, têm um número atômico ímpar - a única exceção sendo o berílio . Além disso, nenhum elemento de número ímpar tem mais de dois isótopos estáveis, enquanto cada elemento de número par com isótopos estáveis, exceto hélio, berílio e carbono, tem pelo menos três. Apenas um único elemento de número ímpar, o potássio , tem três isótopos primordiais; nenhum tem mais de três.
Mesas
As tabelas a seguir fornecem os elementos com nuclídeos primordiais , o que significa que o elemento ainda pode ser identificado na Terra a partir de fontes naturais, estando presente desde que a Terra se formou a partir da nebulosa solar. Assim, nenhuma é filha de primordial parental de vida mais curta, como o radônio . Dois nuclídeos que têm meia-vida longa o suficiente para serem primordiais, mas ainda não foram conclusivamente observados como tal ( 244 Pu e 146 Sm), foram excluídos.
As tabelas de elementos são classificadas em ordem decrescente de número de nuclídeos associados a cada elemento. (Para uma lista classificada inteiramente em termos de meia-vida de nuclídeos, com mistura de elementos, veja Lista de nuclídeos .) Nuclídeos estáveis e instáveis ( decaimentos marcados ) são dados, com símbolos para nuclídeos instáveis (radioativos) em itálico. Observe que a classificação não fornece os elementos puramente na ordem de nuclídeos estáveis, uma vez que alguns elementos têm um número maior de nuclídeos instáveis de vida longa, que os colocam à frente de elementos com um número maior de nuclídeos estáveis. Por convenção, os nuclídeos são contados como "estáveis" se nunca foram observados decadência por experimento ou pela observação de produtos de decaimento (nuclídeos de vida extremamente longa instáveis apenas em teoria, como tântalo-180m, são contados como estáveis).
A primeira tabela é para elementos de número atômico par , que tendem a ter mais nuclídeos primordiais, devido à estabilidade conferida pelo emparelhamento próton-próton. Uma segunda tabela separada é fornecida para elementos de numeração atômica ímpar, que tendem a ter muito menos nuclídeos instáveis estáveis e de vida longa (primordial).
Z |
Elemento |
Estábulo |
Decadências |
instável em itálico | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
50 | lata | 10 | - | 120 Sn |
118 Sn |
116 Sn |
119 Sn |
117 Sn |
124 Sn |
122 Sn |
112 Sn |
114 Sn |
115 Sn |
54 | xenônio | 7 | 2 | 132 Xe |
129 Xe |
131 Xe |
134 Xe |
136 Xe |
130 Xe |
128 Xe |
124 Xe |
126 Xe |
|
48 | cádmio | 6 | 2 | 114 CD |
112 CD |
111 CD |
110 CD |
113 CD |
116 CD |
106 CD |
108 CD |
||
52 | telúrio | 6 | 2 | 130 Te |
128 Te |
126 Te |
125 Te |
124 Te |
122 Te |
123 Te |
120 Te |
||
44 | rutênio | 7 | - | 102 Ru |
104 Ru |
101 Ru |
99 Ru |
100 Ru |
96 Ru |
98 Ru |
|||
66 | disprósio | 7 | - | 164 Dy |
162 Dy |
163 Dy |
161 Dy |
160 Dy |
158 Dy |
156 Dy |
|||
70 | itérbio | 7 | - | 174 Yb |
172 Yb |
173 Yb |
171 Yb |
176 Yb |
170 Yb |
168 Yb |
|||
80 | mercúrio | 7 | - | 202 Hg |
200 Hg |
199 Hg |
201 Hg |
198 Hg |
204 Hg |
196 Hg |
|||
42 | molibdênio | 6 | 1 | 98 Mo |
96 Mo |
95 Mo |
92 Mo |
100 Mo |
97 Mo |
94 Mo |
|||
56 | bário | 6 | 1 | 138 BA |
137 BA |
136 BA |
135 BA |
134 BA |
132 BA |
130 BA |
|||
64 | gadolínio | 6 | 1 | 158 D'us |
160 D'us |
156 D'us |
157 D'us |
155 D'us |
154 D'us |
152 D'us |
|||
76 | ósmio | 6 | 1 | 192 Os |
190 Os |
189 Os |
188 Os |
187 Os |
186 Os |
184 Os |
|||
60 | neodímio | 5 | 2 | 142 WL |
144 WL |
146 WL |
143 WL |
145 WL |
148 WL |
150 WL |
|||
62 | samário | 5 | 2 | 152 Sm |
154 Sm |
147 Sm |
149 Sm |
148 Sm |
150 Sm |
144 Sm |
|||
46 | paládio | 6 | - | 106 Pd |
108 Pd |
105 Pd |
110 Pd |
104 Pd |
102 Pd |
||||
68 | érbio | 6 | - | 166 Er |
168 Er |
167 Er |
170 Er |
164 Er |
162 Er |
||||
20 | cálcio | 5 | 1 | 40 Ca |
44 Ca |
42 Ca |
48 Ca |
43 Ca |
46 Ca |
||||
34 | selênio | 5 | 1 | 80 Se |
78 Se |
76 Se |
82 Se |
77 Se |
74 Se |
||||
36 | criptônio | 5 | 1 | 84 Kr |
86 Kr |
82 Kr |
83 Kr |
80 Kr |
78 Kr |
||||
72 | háfnio | 5 | 1 | 180 Hf |
178 Hf |
177 Hf |
179 Hf |
176 Hf |
174 Hf |
||||
78 | platina | 5 | 1 | 195 Pt |
194 Pt |
196 Pt |
198 Pt |
192 Pt |
190 Pt |
||||
22 | titânio | 5 | - | 48 Ti |
46 Ti |
47 Ti |
49 Ti |
50 Ti |
|||||
28 | níquel | 5 | - | 58 Ni |
60 Ni |
62 Ni |
61 Ni |
64 Ni |
|||||
30 | zinco | 5 | - | 64 Zn |
66 Zn |
68 Zn |
67 Zn |
70 Zn |
|||||
32 | germânio | 4 | 1 | 74 Ge |
72 Ge |
70 Ge |
73 Ge |
76 Ge |
|||||
40 | zircônio | 4 | 1 | 90 Zr |
94 Zr |
92 Zr |
91 Zr |
96 Zr |
|||||
74 | tungstênio | 4 | 1 | 184 C |
186 C |
182 C |
183 C |
180 C |
|||||
16 | enxofre | 4 | - | 32 S |
34 S |
33 S |
36 S |
||||||
24 | cromo | 4 | - | 52 Cr |
53 Cr |
50 Cr |
54 Cr |
||||||
26 | ferro | 4 | - | 56 Fe |
54 Fe |
57 Fe |
58 Fe |
||||||
38 | estrôncio | 4 | - | 88 Sr |
86 Sr |
87 Sr |
84 Sr |
||||||
58 | cério | 4 | - | 140 Ce |
142 Ce |
138 Ce |
136 Ce |
||||||
82 | pista | 4 | - | 208 Pb |
206 Pb |
207 Pb |
204 Pb |
||||||
8 | oxigênio | 3 | - | 16 O |
18 O |
17 O |
|||||||
10 | néon | 3 | - | 20 Ne |
22 Ne |
21 Ne |
|||||||
12 | magnésio | 3 | - | 24 Mg |
26 Mg |
25 Mg |
|||||||
14 | silício | 3 | - | 28 Si |
29 Si |
30 Si |
|||||||
18 | argônio | 3 | - | 40 Ar |
36 Ar |
38 Ar |
|||||||
2 | hélio | 2 | - | 4 Ele |
3 Ele |
||||||||
6 | carbono | 2 | - | 12 C |
13 C |
||||||||
92 | urânio | 0 | 2 | 238 você |
235 você |
||||||||
4 | berílio | 1 | - |
9 Ser |
|||||||||
90 | tório | 0 | 1 |
232 º |
Z |
Elemento |
Facada |
Dez |
instável: itálico N estranho em rosa
|
||
---|---|---|---|---|---|---|
19 | potássio | 2 | 1 | 39 K |
41 K |
40 K |
1 | hidrogênio | 2 | - | 1 H |
2 H |
|
3 | lítio | 2 | - | 7 Li |
6 Li |
|
5 | boro | 2 | - | 11 B |
10 B |
|
7 | azoto | 2 | - | 14 N |
15 N |
|
17 | cloro | 2 | - | 35 Cl |
37 Cl |
|
29 | cobre | 2 | - | 63 Cu |
65 Cu |
|
31 | gálio | 2 | - | 69 Ga |
71 Ga |
|
35 | bromo | 2 | - | 79 Br |
81 Br |
|
47 | prata | 2 | - | 107 Ag |
109 Ag |
|
51 | antimônio | 2 | - | 121 Sb |
123 Sb |
|
73 | tântalo | 2 | - | 181 Ta |
180m Ta |
|
77 | irídio | 2 | - | 193 Ir |
191 Ir |
|
81 | tálio | 2 | - | 205 Tl |
203 Tl |
|
23 | vanádio | 1 | 1 | 51 V |
50 V |
|
37 | rubídio | 1 | 1 | 85 Rb |
87 Rb |
|
49 | índio | 1 | 1 | 115 Dentro |
113 Dentro |
|
57 | lantânio | 1 | 1 | 139 La |
138 La |
|
63 | európio | 1 | 1 | 153 Eu |
151 Eu |
|
71 | lutécio | 1 | 1 | 175 Lu |
176 Lu |
|
75 | rênio | 1 | 1 | 187 Ré |
185 Ré |
|
9 | flúor | 1 | - |
19 F |
||
11 | sódio | 1 | - |
23 N / D |
||
13 | alumínio | 1 | - |
27 Al |
||
15 | fósforo | 1 | - |
31 P |
||
21 | escândio | 1 | - |
45 Sc |
||
25 | manganês | 1 | - |
55 Mn |
||
27 | cobalto | 1 | - |
59 Co |
||
33 | arsênico | 1 | - |
75 Como |
||
39 | ítrio | 1 | - |
89 Y |
||
41 | nióbio | 1 | - |
93 Nb |
||
45 | ródio | 1 | - |
103 Rh |
||
53 | iodo | 1 | - |
127 eu |
||
55 | césio | 1 | - |
133 Cs |
||
59 | praseodímio | 1 | - |
141 Pr |
||
65 | térbio | 1 | - |
159 Tb |
||
67 | hólmio | 1 | - |
165 Ho |
||
69 | túlio | 1 | - |
169 Tm |
||
79 | ouro | 1 | - |
197 Au |
||
83 | bismuto | 0 | 1 |
209 Bi |
Elementos sem isótopos primordiais
Z |
Elemento |
t 1⁄2 | Longest- duração isótopo |
---|---|---|---|
94 | plutônio | 8,08 × 10 7 anos |
244 Pu |
96 | cúrio | 1,56 × 10 7 anos |
247 Cm |
43 | tecnécio | 4,21 × 10 6 anos |
97 Tc |
93 | neptúnio | 2,14 × 10 6 anos |
237 Np |
91 | protactínio | 32.760 anos |
231 Pa |
95 | amerício | 7.370 anos |
243 Sou |
88 | rádio | 1.600 anos |
226 Ra |
97 | berquélio | 1.380 anos |
247 Bk |
98 | californium | 900 anos |
251 Cf |
84 | polônio | 125 anos |
209 Po |
89 | actínio | 21,772 anos |
227 Ac |
61 | promécio | 17,7 anos |
145 PM |
99 | einsteinio | 1.293 anos |
252 Es |
100 | férmio | 100,5 d |
257 Fm |
101 | mendelévio | 51,3 d |
258 Md |
86 | radon | 3,823 d |
222 Rn |
105 | dubnium | 1,2 d |
268 Db |
Z |
Elemento |
t 1⁄2 | Longest- duração isótopo |
---|---|---|---|
103 | Lawrencium | 11 h |
266 Lr |
85 | astato | 8,1 h |
210 No |
104 | rutherfórdio | 1,3 h |
267 Rf |
102 | nobélio | 58 min |
259 Não |
87 | frâncio | 22 min |
223 Fr |
106 | Seabórgio | 14 min |
269 Sg |
111 | roentgênio | 1,7 min |
282 Rg |
107 | Bohrium | 1 minuto |
270 Bh |
112 | copernicium | 28 s |
285 Cn |
108 | hassium | 16 s |
269 Hs |
110 | Darmstádio | 12,7 s |
281 Ds |
113 | Niônio | 9,5 s |
286 Nh |
109 | meitnério | 4,5 s |
278 Mt |
114 | flerovium | 1,9 s |
289 Fl |
115 | Moscou | 650 ms |
290 Mc |
116 | Livermorium | 57 ms |
293 Lv |
117 | tennessine | 51 ms |
294 Ts |
118 | oganesson | 690 μs |
294 Og |
Veja também
- Ilha de estabilidade
- Isótopo § Propriedades nucleares e estabilidade
- Lista de nuclídeos
- Lista de nuclídeos radioativos por meia-vida
- Nuclídeo primordial
- Nuclídeo estável
- Razão de isótopos estável
- Tabela de nuclídeos
Notas de rodapé
- a Consulte Estabilidade dos isótopos de tecnécio para uma discussão detalhada sobre por que o tecnécio e o promécio não têm isótopos estáveis.
- b Isótopos que têm meia-vida de mais de cerca de 10 8 anos ainda podem ser encontrados na Terra, mas apenas aqueles com meia-vida acima de 7 × 10 8 anos (a partir de 235 U) são encontrados em quantidades apreciáveis. A lista atual negligencia alguns isótopos com meia-vida de cerca de 108 anos porque eles foram medidos em pequenas quantidades na Terra. O urânio-234 com sua meia-vida de 246.000 anos e abundância isotópica natural de 0,0055% é um caso especial: é um produto da decomposição do urânio-238, em vez de um nuclídeo primordial.
- c Existem isótopos instáveis com meias-vidas extremamente longas que também são encontrados na Terra, e alguns deles são ainda mais abundantes do que todos os isótopos estáveis de um determinado elemento (por exemplo, 187 Re beta-ativo é duas vezes mais abundante do que estável 185 Re). Além disso, uma maior abundância natural de um isótopo apenas implica que sua formação foi favorecida pelo processo de nucleossíntese estelar que produziu a matéria que agora constitui a Terra (e, é claro, o resto do Sistema Solar ) (ver também Formação e evolução do Sistema Solar ).
-
d Enquanto o bismuto tem apenas um isótopo primordial, o urânio tem três isótopos que são encontrados na natureza em quantidades significativas ( 238
você
, 235
você
, e 234
você
; os dois primeiros são primordiais, enquanto 234 U é radiogênico), e o tório tem dois (primordial 232
º
e radiogênico 230
º
) - e Ver muitas aplicações industriais e médicas diferentes de elementos radioativos em radionuclídeo , medicina nuclear , emissores beta comuns , isótopos emissores de gama comumente usados , flúor-18 , cobalto-60 , estrôncio-90 , tecnécio-99m , iodo-123 , iodo- 124 , Promécio-147 , Irídio-192 , etc.
- f Para elementos com um número atômico maior do que califórnio (com Z> 98), pode haver isótopos não descobertos que são mais estáveis do que os conhecidos .
- g Legenda: ano = ano , d = dia , h = hora , min = minuto , s = segundo .