Изотопы рения
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Изото́пы ре́ния — разновидности химического элемента рения, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы рения с массовыми числами от 160 до 194 (количество протонов 75, нейтронов от 85 до 119), и более 20 ядерных изомеров.
Природный рений состоит из смеси двух изотопов:
- 185Re (изотопная распространённость 37,4 %), стабилен
- 187Re (изотопная распространённость 62,6 %), период полураспада 4,1⋅1010 лет, что соизмеримо с возрастом Вселенной.
Самым долгоживущим искусственным радиоизотопом является 183Re с периодом полураспада 70 суток, однако ядерный изомер 186mRe имеет период полураспада 200 тыс. лет.
Рений-187
187Re β-радиоактивен с периодом полураспада 4,1⋅1010 лет, характеризуется наименьшей энергией бета-распада среди известных радионуклидов (2,6 кэВ).
Радиоизотопное датирование
Рений-187 является родительским для 187Os. Соотношения изотопного состава 187Os/188Os и 187Re/188Os позволяют определять возраст горных пород и метеоритов (рений-осмиевый метод). Метод не получил широкого распространения из-за низких концентраций изотопов Re и Os и большого периода полураспада 187Re и применяется, в основном, при космохимических исследованиях[1].
Согласно классификации Гольдшмидта, Re и Os относятся к числу сидерофильных элементов. Основным минералом-концентратором является молибденит, где ReS2 изоструктурен MoS2. Используется для определения возраста минералов, метеоритов, и датирования молибденитовых месторождений.
Таблица изотопов
| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[2] (а. е. м.) | Период полураспада[3] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[3] | Распространённость изотопа в природе | Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||
| 160Re | 75 | 85 | 159,98212(43)# | 860(120) мкс [0,82(+15−9) мс] | p (91%) | 159W | (2−) | ||
| α (9%) | 156Ta | ||||||||
| 161Re | 75 | 86 | 160,97759(22) | 0,37(4) мс | p | 160W | 1/2+ | ||
| 161mRe | 123,8(13) кэВ | 15,6(9) мс | α | 157Ta | 11/2− | ||||
| 162Re | 75 | 87 | 161,97600(22)# | 107(13) мс | α (94%) | 158Ta | (2−) | ||
| β+ (6%) | 162W | ||||||||
| 162mRe | 173(10) кэВ | 77(9) мс | α (91%) | 158Ta | (9+) | ||||
| β+ (9%) | 162W | ||||||||
| 163Re | 75 | 88 | 162,972081(21) | 390(70) мс | β+ (68%) | 163W | (1/2+) | ||
| α (32%) | 159Ta | ||||||||
| 163mRe | 115(4) кэВ | 214(5) мс | α (66%) | 159Ta | (11/2−) | ||||
| β+ (34%) | 163W | ||||||||
| 164Re | 75 | 89 | 163,97032(17)# | 0,53(23) с | α (58%) | 160Ta | высокий | ||
| β+ (42%) | 164W | ||||||||
| 164mRe | 120(120)# кэВ | 530(230) мс | (2#)− | ||||||
| 165Re | 75 | 90 | 164,967089(30) | 1# с | β+ | 165W | 1/2+# | ||
| α | 161Ta | ||||||||
| 165mRe | 47(26) кэВ | 2,1(3) с | β+ (87%) | 165W | 11/2−# | ||||
| α (13%) | 161Ta | ||||||||
| 166Re | 75 | 91 | 165,96581(9)# | 2# с | β+ | 166W | 2−# | ||
| α | 162Ta | ||||||||
| 167Re | 75 | 92 | 166,96260(6)# | 3,4(4) с | α | 163Ta | 9/2−# | ||
| β+ | 167W | ||||||||
| 167mRe | 130(40)# кэВ | 5,9(3) с | β+ (99,3%) | 167W | 1/2+# | ||||
| α (0,7%) | 163Ta | ||||||||
| 168Re | 75 | 93 | 167,96157(3) | 4,4(1) с | β+ (99,99%) | 168W | (5+, 6+, 7+) | ||
| α (0,005%) | 164Ta | ||||||||
| 168mRe | non-exist | 6,6(15) с | |||||||
| 169Re | 75 | 94 | 168,95879(3) | 8,1(5) с | β+ (99,99%) | 169W | 9/2−# | ||
| α (0,005%) | 165Ta | ||||||||
| 169mRe | 145(29) кэВ | 15,1(15) с | β+ (99,8%) | 169W | 1/2+# | ||||
| α (0,2%) | 164Ta | ||||||||
| 170Re | 75 | 95 | 169,958220(28) | 9,2(2) с | β+ (99,99%) | 170W | (5+) | ||
| α (0,01%) | 166Ta | ||||||||
| 171Re | 75 | 96 | 170,95572(3) | 15,2(4) с | β+ | 171W | (9/2−) | ||
| 172Re | 75 | 97 | 171,95542(6) | 15(3) с | β+ | 172W | (5) | ||
| 172mRe | 0(100)# кэВ | 55(5) с | β+ | 172W | (2) | ||||
| 173Re | 75 | 98 | 172,95324(3) | 1,98(26) мин | β+ | 173W | (5/2−) | ||
| 174Re | 75 | 99 | 173,95312(3) | 2,40(4) мин | β+ | 174W | |||
| 175Re | 75 | 100 | 174,95138(3) | 5,89(5) мин | β+ | 175W | (5/2−) | ||
| 176Re | 75 | 101 | 175,95162(3) | 5,3(3) мин | β+ | 176W | 3+ | ||
| 177Re | 75 | 102 | 176,95033(3) | 14(1) мин | β+ | 177W | 5/2− | ||
| 177mRe | 84,71(10) кэВ | 50(10) мкс | 5/2+ | ||||||
| 178Re | 75 | 103 | 177,95099(3) | 13,2(2) мин | β+ | 178W | (3+) | ||
| 179Re | 75 | 104 | 178,949988(26) | 19,5(1) мин | β+ | 179W | (5/2)+ | ||
| 179m1Re | 65,39(9) кэВ | 95(25) мкс | (5/2−) | ||||||
| 179m2Re | 1684,59(14)+Y кэВ | >0,4 мкс | (23/2+) | ||||||
| 180Re | 75 | 105 | 179,950789(23) | 2,44(6) мин | β+ | 180W | (1)− | ||
| 181Re | 75 | 106 | 180,950068(14) | 19,9(7) ч | β+ | 181W | 5/2+ | ||
| 182Re | 75 | 107 | 181,95121(11) | 64,0(5) ч | β+ | 182W | 7+ | ||
| 182m1Re | 60(100) кэВ | 12,7(2) ч | β+ | 182W | 2+ | ||||
| 182m2Re | 235,736(10)+X кэВ | 585(21) нс | 2− | ||||||
| 182m3Re | 461,3(1)+X кэВ | 0,78(9) мкс | (4−) | ||||||
| 183Re | 75 | 108 | 182,950820(9) | 70,0(14) сут | ЭЗ | 183W | 5/2+ | ||
| 183mRe | 1907,6(3) кэВ | 1,04(4) мс | ИП | 183Re | (25/2+) | ||||
| 184Re | 75 | 109 | 183,952521(5) | 38,0(5) сут | β+ | 184W | 3(−) | ||
| 184mRe | 188,01(4) кэВ | 169(8) сут | ИП (75,4%) | 184Re | 8(+) | ||||
| β+ (24,6%) | 184W | ||||||||
| 185Re | 75 | 110 | 184,9529550(13) | стабилен[n 1] | 5/2+ | 0,3740(2) | |||
| 185mRe | 2124(2) кэВ | 123(23) нс | (21/2) | ||||||
| 186Re | 75 | 111 | 185,9549861(13) | 3,7186(5) сут | β− (93,1%) | 186Os | 1− | ||
| ЭЗ (6,9%) | 186W | ||||||||
| 186mRe | 149(7) кэВ | 2,0(5)⋅105 лет | ИП (90%) | 186Re | (8+) | ||||
| β− (10%) | 186Os | ||||||||
| 187Re | 75 | 112 | 186,9557531(15) | 41,2(2)⋅109 лет | β− | 187Os | 5/2+ | 0,6260(2) | |
| 188Re | 75 | 113 | 187,9581144(15) | 17,0040(22) ч | β− | 188Os | 1− | ||
| 188mRe | 172,069(9) кэВ | 18,59(4) мин | ИП | 188Re | (6)− | ||||
| 189Re | 75 | 114 | 188,959229(9) | 24,3(4) ч | β− | 189Os | 5/2+ | ||
| 190Re | 75 | 115 | 189,96182(16) | 3,1(3) мин | β− | 190Os | (2)− | ||
| 190mRe | 210(50) кэВ | 3,2(2) ч | β− (54,4%) | 190Os | (6−) | ||||
| ИП (45,6%) | 190Re | ||||||||
| 191Re | 75 | 116 | 190,963125(11) | 9,8(5) мин | β− | 191Os | (3/2+, 1/2+) | ||
| 192Re | 75 | 117 | 191,96596(21)# | 16(1) с | β− | 192Os | |||
| 193Re | 75 | 118 | 192,96747(21)# | 30# с [>300 нс] | 5/2+# | ||||
| 194Re | 75 | 119 | 193,97042(32)# | 2# с [>300 нс] | |||||
- ↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в 181Ta
Пояснения к таблице
- Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. 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. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- 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
- ↑ Титаева Н. А.//Ядерная геохимия. Учебник. М. МГУ. 2000 г. Архивная копия от 4 декабря 2017 на Wayback Machine—с.108-109. —336 с
- ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
- ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
Ссылки
- С. С. Коровин, В. И. Букин, П. И. Федоров, А. М. Резник. Редкие и рассеянные элементы: Химия и технология. Том 3 / Под общ. ред. С. С. Коровина. М., МИСИС, 2003
- Массы изотопов: G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot и O. Bersillon, Nucl. Phys. A729:3-128 (2003) Ame2003 Atomic Mass Evaluation.
- Состав изотопов и стандартные атомные массы: J. R. de Laeter et al. Pure Appl. Chem. 75, No. 6, 683—800, (2003) Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). и Atomic Weights Revised (2005).
- Период полураспада, спин, данные по изомерам получены из следующих источников:
- G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot и A. H. Wapstra, Nuc. Phys. A729:3-128 (2003) The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties.
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Информация получена из NuDat 2.1 database, сентябрь 2005.
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden в CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, онлайн версия. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). глава 11, таблица изотопов.
