A nikkel izotópjai
A természetben megtalálható nikkel (Ni) öt stabil izotópból áll: 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni és 64Ni, ezek közül a 58Ni részaránya a legnagyobb (68,077%).[1] A 58Ni kettős pozitív béta-bomlással 58Fe-ra bomolhat.[2] 26 radioaktív izotópot írtak le, ezek közül a legstabilabb a 59Ni (felezési ideje 76 000 év), a 63Ni (100,1 év) és a 56Ni (6,077 nap). A többi radioaktív izotóp felezési ideje nem éri el a 60 órát, többségüké 30 másodpercnél is kevesebb. 1 metastabil magizomerje ismert.
Az ismert nikkelizotópok tömegszáma a 48–78 tartományba esik.
Az 1999-ben felfedezett nikkel-48 a neutronban legszegényebb ismert nikkelizotóp. Mivel 28 protont és 20 neutront tartalmaz, – az 208Pb-hoz hasonlóan – kétszeresen mágikus mag, így szokatlanul stabil.[3]
Nikkel-56 nagy mennyiségben keletkezik az Ia típusú szupernóvákban. Ezek fénygörbéjének lefutása összhangban van a nikkel-56 kobalt-56-tá, majd vas-56-tá történő bomlásával.
A nikkel-58 a nikkel leggyakrabban előforduló izotópja, természetes részaránya 68,077%. Lehetséges forrásai többek között a réz-58 elektronbefogása vagy a cink-59 elektronbefogása és az azt követő protonemisszió.
A nikkel-59 hosszú – 76 000 éves – felezési idejű kozmogén radionuklid, melynek számos izotópgeológiai alkalmazása ismert. Felhasználják meteoritok becsapódási időpontjának meghatározására, valamint jég- és üledékminták világűrből származó portartalmát is meg tudják határozni a segítségével.
A nikkel-61 az egyetlen stabil nikkelizotóp, melynek magspinje nem nulla (I = 3/2), így ez az izotóp alkalmas elektronspin-rezonancia spektroszkópiai vizsgálatokhoz.
Minden elem közül a nikkel-62 magban a legnagyobb az egy nukleonra eső kötési energia, ha a számításba az elektronhéjat is bevonjuk. Ennek az izotópnak a keletkezésekor szabadul fel a legtöbb energia, bár fúzió révén ennél nehezebb izotópok is létrejöhetnek. Például két 40Ca atomból fúzió révén 80Kr és 4 elektron keletkezhet, melynek során nukleononként 77 keV energia szabadul fel, de a vas–nikkel környéki elemek keletkezésének nagyobb a valószínűsége, mivel ilyenkor bariononként több energia szabadul fel.
Standard atomtömeg: 58,6934(2) u
Táblázat
[szerkesztés]| nuklid jele |
Z(p) | N(n) | izotóptömeg (u) |
felezési idő | bomlási mód(ok)[4][m 1] |
leány- izotóp(ok)[m 2] |
magspin | jellemző izotóp- összetétel (móltört) |
természetes ingadozás (móltört) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| gerjesztési energia | |||||||||
| 48Ni | 28 | 20 | 48,01975(54)# | 10# ms [>500 ns] |
0+ | ||||
| 49Ni | 28 | 21 | 49,00966(43)# | 13(4) ms [12(+5−3) ms] |
7/2−# | ||||
| 50Ni | 28 | 22 | 49,99593(28)# | 9,1(18) ms | β+ | 50Co | 0+ | ||
| 51Ni | 28 | 23 | 50,98772(28)# | 30# ms [>200 ns] |
β+ | 51Co | 7/2−# | ||
| 52Ni | 28 | 24 | 51,97568(9)# | 38(5) ms | β+ (83%) | 52Co | 0+ | ||
| β+, p (17%) | 51Fe | ||||||||
| 53Ni | 28 | 25 | 52,96847(17)# | 45(15) ms | β+ (55%) | 53Co | (7/2−)# | ||
| β+, p (45%) | 52Fe | ||||||||
| 54Ni | 28 | 26 | 53,95791(5) | 104(7) ms | β+ | 54Co | 0+ | ||
| 55Ni | 28 | 27 | 54,951330(12) | 204,7(17) ms | β+ | 55Co | 7/2− | ||
| 56Ni | 28 | 28 | 55,942132(12) | 6,075(10) nap | β+ | 56Co | 0+ | ||
| 57Ni | 28 | 29 | 56,9397935(19) | 35,60(6) óra | β+ | 57Co | 3/2− | ||
| 58Ni | 28 | 30 | 57,9353429(7) | Látszólag stabil[m 3] | 0+ | 0,680769(89) | |||
| 59Ni | 28 | 31 | 58,9343467(7) | 7,6(5)·104 év | EC (99%) | 59Co | 3/2− | ||
| β+ (1,5·10−5%)[5] | |||||||||
| 60Ni | 28 | 32 | 59,9307864(7) | Stabil | 0+ | 0,262231(77) | |||
| 61Ni | 28 | 33 | 60,9310560(7) | Stabil | 3/2− | 0,011399(6) | |||
| 62Ni[m 4] | 28 | 34 | 61,9283451(6) | Stabil | 0+ | 0,036345(17) | |||
| 63Ni | 28 | 35 | 62,9296694(6) | 100,1(20) év | β− | 63Cu | 1/2− | ||
| 63m | 87,15(11) keV | 1,67(3) µs | 5/2− | ||||||
| 64Ni | 28 | 36 | 63,9279660(7) | Stabil | 0+ | 0,009256(9) | |||
| 65Ni | 28 | 37 | 64,9300843(7) | 2,5172(3) óra | β− | 65Cu | 5/2− | ||
| 65mNi | 63,37(5) keV | 69(3) µs | 1/2− | ||||||
| 66Ni | 28 | 38 | 65,9291393(15) | 54,6(3) óra | β− | 66Cu | 0+ | ||
| 67Ni | 28 | 39 | 66,931569(3) | 21(1) s | β− | 67Cu | 1/2− | ||
| 67mNi | 1007(3) keV | 13,3(2) µs | β− | 67Cu | 9/2+ | ||||
| IT | 67Ni | ||||||||
| 68Ni | 28 | 40 | 67,931869(3) | 29(2) s | β− | 68Cu | 0+ | ||
| 68m1Ni | 1770,0(10) keV | 276(65) ns | 0+ | ||||||
| 68m2Ni | 2849,1(3) keV | 860(50) µs | 5− | ||||||
| 69Ni | 28 | 41 | 68,935610(4) | 11,5(3) s | β− | 69Cu | 9/2+ | ||
| 69m1Ni | 321(2) keV | 3,5(4) s | β− | 69Cu | (1/2−) | ||||
| IT | 69Ni | ||||||||
| 69m2Ni | 2701(10) keV | 439(3) ns | (17/2−) | ||||||
| 70Ni | 28 | 42 | 69,93650(37) | 6,0(3) s | β− | 70Cu | 0+ | ||
| 70mNi | 2860(2) keV | 232(1) ns | 8+ | ||||||
| 71Ni | 28 | 43 | 70,94074(40) | 2,56(3) s | β− | 71Cu | 1/2−# | ||
| 72Ni | 28 | 44 | 71,94209(47) | 1,57(5) s | β− (>99,9%) | 72Cu | 0+ | ||
| β−, n (<0,1%) | 71Cu | ||||||||
| 73Ni | 28 | 45 | 72,94647(32)# | 0,84(3) s | β− (>99,9%) | 73Cu | (9/2+) | ||
| β−, n (<0,1%) | 72Cu | ||||||||
| 74Ni | 28 | 46 | 73,94807(43)# | 0,68(18) s | β− (>99,9%) | 74Cu | 0+ | ||
| β−, n (<0,1%) | 73Cu | ||||||||
| 75Ni | 28 | 47 | 74,95287(43)# | 0,6(2) s | β− (98,4%) | 75Cu | (7/2+)# | ||
| β−, n (1,6%) | 74Cu | ||||||||
| 76Ni | 28 | 48 | 75,95533(97)# | 470(390) ms [0,24(+55−24) s] |
β− (>99,9%) | 76Cu | 0+ | ||
| β−, n (<0,1%) | 75Cu | ||||||||
| 77Ni | 28 | 49 | 76,96055(54)# | 300# ms [>300 ns] |
β− | 77Cu | 9/2+# | ||
| 78Ni | 28 | 50 | 77,96318(118)# | 120# ms [>300 ns] |
β− | 78Cu | 0+ | ||
- ↑ Rövidítések:
IT: Izomer átmenet - ↑ A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve
- ↑ A várakozások szerint β+β+-bomlással 58Fe-cá alakul több mint 7·1020 év felezési idővel
- ↑ Az összes nuklid közül a legnagyobb egy nukleonra eső kötési energia
Megjegyzések
[szerkesztés]- A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
- A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.
- A nuklidok tömegének forrása a IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO)
- Az izotópok előfordulási gyakoriságának forrása a IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
Hivatkozások
[szerkesztés]- ↑ Isotopes of the Element Nickel. Science education. Jefferson Lab
- ↑ decay modes of Fe-58 vs Ni-58
- ↑ Discovery of doubly magic nickel. CERN Courier, 2000. március 15. (Hozzáférés: 2013. április 2.)
- ↑ Nucleonica: Universal Nuclide Chart
- ↑ http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1026214310645#page-2
- Izotóptömegek:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
- Izotópösszetétel és standard atomtömegek:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). „Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 75 (6), 683–800. o. DOI:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11), 2051–2066. o. DOI:10.1351/pac200678112051.Laikus összefoglaló
- A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)
- National Nuclear Data Center: NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. (Hozzáférés: 2005. szeptember 1.)
- N. E. Holden.szerk.: D. R. Lide: Table of the Isotopes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th, CRC Press, Section 11. o. (2004). ISBN 978-0-8493-0485-9
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of nickel című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
| A kobalt izotópjai | A nikkel izotópjai | A réz izotópjai |
| Izotópok listája | ||
