Изотопы неона
Изото́пы нео́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента неона, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Существует три стабильных нуклида неона: 20Ne (изотопная распространённость 90,48 %), 21Ne (0,27 %) и 22Ne (9,25 %)[1]. Повсеместно преобладает легкий 20Ne.
Во многих альфа-активных минералах относительное содержание тяжёлых 21Ne и 22Ne в десятки и сотни раз больше содержания их в воздухе. Это вызвано тем, что основными механизмами образования этих изотопов являются ядерные реакции, происходящие при бомбардировке ядер алюминия, натрия, магния и кремния продуктами распада ядер тяжёлых элементов. Кроме того, подобные реакции происходят в земной коре и атмосфере под воздействием космического излучения.
Зафиксирован также ряд малопродуктивных ядерных реакций[2], при которых образуются 21Ne и 22Ne — это захват альфа-частиц ядрами тяжёлого кислорода 18О и фтора 19F:
Источник преобладающего на Земле лёгкого нуклида 20Ne до сих пор не установлен.
Считается, что в космическом пространстве неон также преимущественно представлен лёгким нуклидом 20Ne. В метеоритах обнаруживают немало 21Ne и 22Ne, но эти нуклиды предположительно образуются в самих метеоритах под воздействием космических лучей за время странствий во Вселенной.
Кроме трёх стабильных нуклидов неона, известны ещё как минимум шестнадцать нестабильных. Самым долгоживущим из них является 24Ne c периодом полураспада 3,38 минуты.
Таблица изотопов неона
| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[3] (а. е. м.) | Период полураспада[4] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[4] | Распространённость изотопа в природе | Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||
| 15 Ne[5] | 10 | 5 | 15,043 170 ± (70) | (770 ± (300))⋅10−24 с [590 ± (230) кэВ] | 2p | 13 O | (3/2−) | ||
| 16 Ne | 10 | 6 | 16,025 751 ± (22) | > 5,7⋅10−21 с [< 80 кэВ | 2p | 14 O | 0+ | ||
| 17 Ne | 10 | 7 | 17,0 177 140 ± (4) | 109,2 ± (6) мс | β+p (94,4 ± (2,9) %) | 16 O | 1/2− | ||
| β+α (3,51 ± (1) %) | 13 N | ||||||||
| β+ (2,1 ± (2,9) %) | 17 F | ||||||||
| β+pα (0,014 ± (4) %) | 12 C | ||||||||
| 18 Ne | 10 | 8 | 18,0 057 087 ± (4) | 1664,20 ± (47) мс | β+ | 18 F | 0+ | ||
| 19 Ne | 10 | 9 | 19,00 188 091 ± (17) | 17,2569 ± (19) с | β+ | 19 F | 1/2+ | ||
| 20 Ne | 10 | 10 | 19,9 924 401 753 ± (16) | стабилен | 0+ | 0,9048(3) | [0,8847, 0,9051][6] | ||
| 21 Ne | 10 | 11 | 20,99 384 669 ± (4) | стабилен | 3/2+ | 0,0027 ± (1) | [0,0027, 0,0171][6] | ||
| 22 Ne | 10 | 12 | 21,991 385 114 ± (19) | стабилен | 0+ | 0,0925 ± (3) | [0,0920, 0,0996][6] | ||
| 23 Ne | 10 | 13 | 22,99 446 691 ± (11) | 37,15 ± (3) с | β− | 23 Na | 5/2+ | ||
| 24 Ne | 10 | 14 | 23,9 936 106 ± (6) | 3,38 ± (2) мин | β− | 24m Na | 0+ | ||
| 25 Ne | 10 | 15 | 24,997 810 ± (30) | 602 ± (8) мс | β− | 25 Na | 1/2+ | ||
| 26 Ne | 10 | 16 | 26,000 516 ± (20) | 197 ± (2) мс | β− (99,87 ± (3) %) | 26 Na | 0+ | ||
| β−n (0,13 ± (3) %) | 25 Na | ||||||||
| 27 Ne | 10 | 17 | 27,007 570 ± (100) | 30,9 ± (1,1) мс | β− (98,0 ± (5) %) | 27 Na | (3/2+) | ||
| β−n (2,0 ± (5) %) | 26 Na | ||||||||
| β−2n ?[n 1] | 25 Na ? | ||||||||
| 28 Ne | 10 | 18 | 28,012 130 ± (140) | 18,8 ± (2) мс | β− (84,3 ± (1,1) %) | 28 Na | 0+ | ||
| β−n (12 ± (1) %) | 27 Na | ||||||||
| β−2n (3,7 ± (5) %) | 26 Na | ||||||||
| 29 Ne | 10 | 19 | 29,019 750 ± (160) | 14,7 ± (4) мс | β− (68,0 ± (5,1) %) | 29 Na | (3/2−) | ||
| β−n (28 ± (5) %) | 28 Na | ||||||||
| β−2n (4 ± (1) %) | 27 Na | ||||||||
| 30 Ne | 10 | 20 | 30,024 990 ± (270) | 7,22 ± (18) мс | β− (78,1 ± (4,6) %) | 30 Na | 0+ | ||
| β−n (13 ± (4) %) | 29 Na | ||||||||
| β−2n (8,9 ± (2,3) %) | 28 Na | ||||||||
| 31 Ne | 10 | 21 | 31,033 470 ± (290) | 3,4 ± (8) мс | β− | 31 Na | (3/2−) | ||
| β−n ?[n 1] | 30 Na ? | ||||||||
| β−2n ?[n 1] | 29 Na ? | ||||||||
| 32 Ne | 10 | 22 | 32,039 720 ± (540)# | 3,5 ± (9) мс | β− | 32 Na | 0+ | ||
| β−n ?[n 1] | 31 Na ? | ||||||||
| β−2n ?[n 1] | 30 Na ? | ||||||||
| 33 Ne | 10 | 23 | 33,049 520 ± (640)# | < 260 нс | n ?[n 1] | 32 Ne | 7/2−# | ||
| 34 Ne | 10 | 24 | 34,056 730 ± (550)# | 2 мс# [> 1,5 мкс] | β− ?[n 1] | 34 Na | 0+ | ||
| β−2n ?[n 1] | 32 Ne ? | ||||||||
| β−n ?[n 1] | 33 Ne ? | ||||||||
Пояснения к таблице
- Распространённость изотопов приведена для земной атмосферы. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
- ↑ Isotopes of neon (англ.). www.webelements.com. Дата обращения: 8 июля 2009. Архивировано 1 мая 2009 года.
- ↑ Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // [web.archive.org/web/20120905111329/publ.lib.ru/ARCHIVES/F/FINKEL'SHTEYN_David_Naumovich/_Finkel'shteyn_D.N..html Инертные газы]. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 83. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
- ↑ Данные приведены по Meng Wang, Huang W. J., Kondev F. G., Audi G., Naimi S. The Ame2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 43, iss. 3. — P. 030003-1—030003-512. — doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
- ↑ 1 2 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.
- ↑ Wamers, F.; Marganiec, J.; Aksouh, F.; Aksyutina, Yu.; Álvarez-Pol, H.; Aumann, T.; Beceiro-Novo, S.; Boretzky, K.; Borge, M. J. G.; Chartier, M.; Chatillon, A.; Chulkov, L. V.; Cortina-Gil, D.; Emling, H.; Ershova, O.; Fraile, L. M.; Fynbo, H. O. U.; Galaviz, D.; Geissel, H.; Heil, M.; Hoffmann, D. H. H.; Johansson, H. T.; Jonson, B.; Karagiannis, C.; Kiselev, O. A.; Kratz, J. V.; Kulessa, R.; Kurz, N.; Langer, C.; Lantz, M.; Le Bleis, T.; Lemmon, R.; Litvinov, Yu. A.; Mahata, K.; Müntz, C.; Nilsson, T.; Nociforo, C.; Nyman, G.; Ott, W.; Panin, V.; Paschalis, S.; Perea, A.; Plag, R.; Reifarth, R.; Richter, A.; Rodriguez-Tajes, C.; Rossi, D.; Riisager, K.; Savran, D.; Schrieder, G.; Simon, H.; Stroth, J.; Sümmerer, K.; Tengblad, O.; Weick, H.; Wimmer, C.; Zhukov, M. V. (4 April 2014). "First Observation of the Unbound Nucleus 15Ne" (PDF). Physical Review Letters. 112 (13): 132502. doi:10.1103/PhysRevLett.112.132502. Архивировано (PDF) 20 января 2022. Дата обращения: 26 апреля 2022 — APS.
- ↑ 1 2 3 Meija, Juris; Coplen, Tyler B.; Berglund, Michael; Brand, Willi A.; Bièvre, Paul De; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Irrgeher, Johanna; Loss, Robert D.; Walczyk, Thomas; Prohaska, Thomas (2016-03-01). "Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry (англ.). 88 (3): 293—306. doi:10.1515/pac-2015-0503. ISSN 1365-3075. Архивировано 26 апреля 2022. Дата обращения: 26 апреля 2022.
