Monoizotopový prvek - Monoisotopic element
Monoisotopická prvek je jedním z 26 chemických prvků, které mají pouze jeden stabilní izotop (nuklidu). Seznam je uveden v následující části.
Stabilita je experimentálně definována pro chemické prvky, protože existuje řada stabilních nuklidů s atomovým číslem nad ~ 40, které jsou teoreticky nestabilní, ale zřejmě mají biologické poločasy tak dlouho, že nebyly pozorovány přímo ani nepřímo (z měření produktů) chátrat.
Monoizotopové prvky jsou charakterizovány, s výjimkou jediného případu, lichým počtem protonů (lichý Z ) a sudým počtem neutronů. Kvůli energetickému zisku z účinků párování jader lichý počet protonů propůjčuje nestabilitu izotopům lichého Z , což u těžších prvků vyžaduje zcela spárovanou sadu neutronů k vyrovnání této tendence ke stabilitě. (Čtyři stabilní nuklidy s lichým Z a lichým počtem neutronů jsou vodík-2, lithium-6, bór-10 a dusík-14.)
Jedinou mononukleidovou výjimkou z lichého pravidla Z je berylium, které má 4 protony a 5 neutronů. Nestabilita vůči rozpadu alfa brání tomuto prvku v tom, aby měl stejný počet neutronů a protonů (každý 4) , což je výhodné kvůli extrémně těsné vazbě jader helia-4 . To, že má stabilní izotop se 4 protony a 6 neutrony, mu brání velmi velký nesoulad v poměru proton / neutron pro takový světelný prvek. (Nicméně berylium-10 má poločas rozpadu 1,36 milionu let, což je příliš krátký čas na to , aby byl prvotní , ale přesto naznačuje neobvyklou stabilitu pro lehký izotop s takovou nerovnováhou.)
Obsah
Odlišení od mononukleidových prvků
Sada monoizotopových prvků se překrývá, ale není to totéž jako sada 22 mononukleidových prvků , které jsou charakterizovány tak, že mají v podstatě pouze jeden izotop (nuklid) nalezený v přírodě. Důvodem je výskyt určitých radioaktivních primordiálních nuklidů s dlouhou životností v přírodě, které mohou tvořit příměsi s monoisotopy, a tak jim bránit v přirozené mononukleiditě. K tomu dochází v případě 7 ( 26 - 19 = 7 ) monoisotopických prvků. Tyto izotopy jsou monoisotopické, ale vzhledem k přítomnosti radioaktivního primordiálního nuklidu s dlouhou životností nejsou mononukleidové. Těmito prvky jsou vanad , rubidium , indium , lanthan , europium , rhenium a lutetium . Viz seznam níže; ve dvou známých případech (indium a rhenium) je radionuklid s dlouhou životností ve skutečnosti nejhojnějším izotopem v přírodě a stabilní izotop je méně hojný.
Ve 3 dalších případech ( vizmut , thorium a protaktinium ) se primárně vyskytují mononukleidické prvky, které nejsou monoisotopické, protože přirozeně se vyskytující nuklid je radioaktivní, a prvek tedy vůbec nemá stabilní izotopy. Aby byl prvek monoisotopický, musí mít jeden stabilní nuklid.
Seznam (pozorovatelně stabilních) monoisotopických prvků seřazených podle atomového čísla a hmotnosti
Jiné než mononuclidic prvky jsou označeny hvězdičkou, a trvanlivý prvotní radioizotop uvedeny. Ve dvou pozoruhodných případech (indium a rhenium) je nejvyšší výskyt přirozeně se vyskytujícího izotopu mírně radioaktivní a v případě europia téměř polovina.
- Berylium-9
- Fluor-19
- Sodík-23
- Hliník-27
- Fosfor-31
- Scandium-45
- Vanad-51 * se přirozeně vyskytuje u 0,25% radioaktivního vanadu-50
- Mangan-55
- Cobalt-59
- Arsen-75
- Rubidium-85 * se přirozeně vyskytuje u 27,835% radioaktivního rubidia-87
- Yttrium-89
- Niob-93
- Rhodium-103
- Indium-113 * se přirozeně vyskytuje u většiny (95,7%) radioaktivního izotopu indium-115
- Jód-127
- Cesium-133
- Lanthan-139 * se přirozeně vyskytuje s 0,09% radioaktivního lanthanu-138
- Praseodymium-141
- Europium-153 * se přirozeně vyskytuje u 47,8% radioaktivního europia-151
- Terbium-159
- Holmium-165
- Thulium-169
- Lutetium-175 * se přirozeně vyskytuje s 2,59% radioaktivního lutecia-176
- Rhenium-185 * se přirozeně vyskytuje u většiny (62,6%) radioaktivního izotopu rhenium-187
- Zlato-197