Isótopos de plomo - Isotopes of lead
Las abundancias isotópicas varían mucho según la muestra.
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Peso atómico estándar A r, estándar (Pb) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El plomo ( 82 Pb) tiene cuatro isótopos estables : 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. El plomo-204 es enteramente un nucleido primordial y no es un nucleido radiogénico . Los tres isótopos plomo-206, plomo-207 y plomo-208 representan los extremos de tres cadenas de desintegración : la serie del uranio (o serie del radio), la serie del actinio y la serie del torio , respectivamente; una cuarta cadena de desintegración, la serie del neptunio , termina con el isótopo de talio 205 Tl. Las tres series que terminan en plomo representan los productos de la cadena de desintegración de 238 U , 235 U y 232 Th primordiales de larga vida , respectivamente. Sin embargo, cada uno de ellos también ocurre, hasta cierto punto, como isótopos primordiales que se produjeron en supernovas, en lugar de radiogénicamente como productos hijos. La relación fija de plomo-204 a las cantidades primordiales de los otros isótopos de plomo se puede utilizar como línea de base para estimar las cantidades adicionales de plomo radiogénico presentes en las rocas como resultado de la desintegración del uranio y el torio. (Ver datación por plomo-plomo y datación por uranio-plomo ).
Los radioisótopos de vida más larga son 205 Pb con una vida media de 17,3 millones de años y 202 Pb con una vida media de 52,500 años. Un radioisótopo natural de vida más corta, 210 Pb con una vida media de 22,3 años, es útil para estudiar la cronología de sedimentación de muestras ambientales en escalas de tiempo inferiores a 100 años.
Las abundancias relativas de los cuatro isótopos estables son aproximadamente 1,5%, 24%, 22% y 52,5%, combinándose para dar un peso atómico estándar (promedio ponderado de abundancia de los isótopos estables) de 207,2 (1). El plomo es el elemento con el isótopo estable más pesado, 208 Pb. (El 209 Bi más masivo , considerado durante mucho tiempo estable, en realidad tiene una vida media de 2,01 × 10 19 años). Actualmente se conocen un total de 43 isótopos de plomo, incluidas especies sintéticas muy inestables.
En su estado completamente ionizado, el isótopo 205 Pb también se vuelve estable.
Lista de isótopos
Nucleido |
Nombre histórico |
Z | norte |
Masa isotópica ( Da ) |
Media vida |
Modo de decaimiento |
Isótopo hija |
Spin y paridad |
Abundancia natural (fracción molar) | |
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Energía de excitación | Proporción normal | Rango de variación | ||||||||
178 Pb | 82 | 96 | 178.003830 (26) | 0,23 (15) ms | α | 174 Hg | 0+ | |||
179 Pb | 82 | 97 | 179.00215 (21) # | 3,9 (1,1) ms | α | 175 Hg | (9 / 2−) | |||
180 Pb | 82 | 98 | 179.997918 (22) | 4,5 (11) ms | α | 176 Hg | 0+ | |||
181 Pb | 82 | 99 | 180.99662 (10) | 45 (20) ms | α (98%) | 177 Hg | (9 / 2−) | |||
β + (2%) | 181 Tl | |||||||||
182 Pb | 82 | 100 | 181.992672 (15) | 60 (40) ms [55 (+ 40-35) ms] |
α (98%) | 178 Hg | 0+ | |||
β + (2%) | 182 Tl | |||||||||
183 Pb | 82 | 101 | 182.99187 (3) | 535 (30) ms | α (94%) | 179 Hg | (3 / 2−) | |||
β + (6%) | 183 Tl | |||||||||
183m Pb | 94 (8) keV | 415 (20) ms | α | 179 Hg | (13/2 +) | |||||
β + (raro) | 183 Tl | |||||||||
184 Pb | 82 | 102 | 183,988142 (15) | 490 (25) ms | α | 180 Hg | 0+ | |||
β + (raro) | 184 Tl | |||||||||
185 Pb | 82 | 103 | 184.987610 (17) | 6,3 (4) s | α | 181 Hg | 3 / 2− | |||
β + (raro) | 185 Tl | |||||||||
185m Pb | 60 (40) # keV | 4.07 (15) s | α | 181 Hg | 13/2 + | |||||
β + (raro) | 185 Tl | |||||||||
186 Pb | 82 | 104 | 185.984239 (12) | 4.82 (3) s | α (56%) | 182 Hg | 0+ | |||
β + (44%) | 186 Tl | |||||||||
187 Pb | 82 | 105 | 186,983918 (9) | 15,2 (3) s | β + | 187 Tl | (3 / 2−) | |||
α | 183 Hg | |||||||||
187m Pb | 11 (11) keV | 18,3 (3) s | β + (98%) | 187 Tl | (13/2 +) | |||||
α (2%) | 183 Hg | |||||||||
188 Pb | 82 | 106 | 187,980874 (11) | 25,5 (1) s | β + (91,5%) | 188 Tl | 0+ | |||
α (8,5%) | 184 Hg | |||||||||
188m1 Pb | 2578,2 (7) keV | 830 (210) ns | (8−) | |||||||
188m2 Pb | 2800 (50) keV | 797 (21) ns | ||||||||
189 Pb | 82 | 107 | 188.98081 (4) | 51 (3) s | β + | 189 Tl | (3 / 2−) | |||
189m1 Pb | 40 (30) # keV | 50,5 (2,1) s | β + (99,6%) | 189 Tl | 13/2 + | |||||
α (.4%) | 185 Hg | |||||||||
189m2 Pb | 2475 (30) # keV | 26 (5) μs | (10) + | |||||||
190 Pb | 82 | 108 | 189,978082 (13) | 71 (1) s | β + (99,1%) | 190 Tl | 0+ | |||
α (0,9%) | 186 Hg | |||||||||
190m1 Pb | 2614,8 (8) keV | 150 ns | (10) + | |||||||
190m2 Pb | 2618 (20) keV | 25 μs | (12+) | |||||||
190m3 Pb | 2658,2 (8) keV | 7,2 (6) μs | (11) - | |||||||
191 Pb | 82 | 109 | 190,97827 (4) | 1,33 (8) min | β + (99,987%) | 191 Tl | (3 / 2−) | |||
α (0,013%) | 187 Hg | |||||||||
191m Pb | 20 (50) keV | 2,18 (8) min | β + (99,98%) | 191 Tl | 13/2 (+) | |||||
α (0,02%) | 187 Hg | |||||||||
192 Pb | 82 | 110 | 191,975785 (14) | 3,5 (1) min | β + (99,99%) | 192 Tl | 0+ | |||
α (0,0061%) | 188 Hg | |||||||||
192m1 Pb | 2581,1 (1) keV | 164 (7) ns | (10) + | |||||||
192m2 Pb | 2625,1 (11) keV | 1,1 (5) μs | (12+) | |||||||
192m3 Pb | 2743,5 (4) keV | 756 (21) ns | (11) - | |||||||
193 Pb | 82 | 111 | 192.97617 (5) | 5 minutos | β + | 193 Tl | (3 / 2−) | |||
193m1 Pb | 130 (80) # keV | 5,8 (2) min | β + | 193 Tl | 13/2 (+) | |||||
193m2 Pb | 2612,5 (5) + X keV | 135 (+ 25−15) ns | (33/2 +) | |||||||
194 Pb | 82 | 112 | 193,974012 (19) | 12,0 (5) min | β + (100%) | 194 Tl | 0+ | |||
α (7,3 × 10 −6 %) | 190 Hg | |||||||||
195 Pb | 82 | 113 | 194,974542 (25) | ~ 15 min | β + | 195 Tl | 3/2 # - | |||
195m1 Pb | 202,9 (7) keV | 15,0 (12) min | β + | 195 Tl | 13/2 + | |||||
195m2 Pb | 1759,0 (7) keV | 10,0 (7) μs | 21 / 2− | |||||||
196 Pb | 82 | 114 | 195.972774 (15) | 37 (3) min | β + | 196 Tl | 0+ | |||
α (3 × 10 −5 %) | 192 Hg | |||||||||
196m1 Pb | 1049,20 (9) keV | <100 ns | 2+ | |||||||
196m2 Pb | 1738,27 (12) keV | <1 μs | 4+ | |||||||
196m3 Pb | 1797,51 (14) keV | 140 (14) ns | 5− | |||||||
196m4 Pb | 2693,5 (5) keV | 270 (4) ns | (12+) | |||||||
197 Pb | 82 | 115 | 196,973431 (6) | 8.1 (17) min | β + | 197 Tl | 3 / 2− | |||
197m1 Pb | 319,31 (11) keV | 42,9 (9) min | β + (81%) | 197 Tl | 13/2 + | |||||
IT (19%) | 197 Pb | |||||||||
α (3 × 10 −4 %) | 193 Hg | |||||||||
197m2 Pb | 1914.10 (25) keV | 1,15 (20) μs | 21 / 2− | |||||||
198 Pb | 82 | 116 | 197,972034 (16) | 2,4 (1) h | β + | 198 Tl | 0+ | |||
198m1 Pb | 2141,4 (4) keV | 4,19 (10) μs | (7) - | |||||||
198m2 Pb | 2231,4 (5) keV | 137 (10) ns | (9) - | |||||||
198m3 Pb | 2820,5 (7) keV | 212 (4) ns | (12) + | |||||||
199 Pb | 82 | 117 | 198,972917 (28) | 90 (10) min | β + | 199 Tl | 3 / 2− | |||
199m1 Pb | 429,5 (27) keV | 12,2 (3) min | IT (93%) | 199 Pb | (13/2 +) | |||||
β + (7%) | 199 Tl | |||||||||
199m2 Pb | 2563,8 (27) keV | 10,1 (2) μs | (29 / 2−) | |||||||
200 Pb | 82 | 118 | 199,971827 (12) | 21,5 (4) horas | β + | 200 Tl | 0+ | |||
201 Pb | 82 | 119 | 200,972885 (24) | 9.33 (3) horas | CE (99%) | 201 Tl | 5 / 2− | |||
β + (1%) | ||||||||||
201m1 Pb | 629,14 (17) keV | 61 (2) s | 13/2 + | |||||||
201m2 Pb | 2718.5 + X keV | 508 (5) ns | (29 / 2−) | |||||||
202 Pb | 82 | 120 | 201.972159 (9) | 5,25 (28) × 10 4 y | CE (99%) | 202 Tl | 0+ | |||
α (1%) | 198 Hg | |||||||||
202m1 Pb | 2169,83 (7) keV | 3,53 (1) horas | IT (90,5%) | 202 Pb | 9− | |||||
CE (9,5%) | 202 Tl | |||||||||
202m2 Pb | 4142,9 (11) keV | 110 (5) ns | (16+) | |||||||
202m3 Pb | 5345,9 (13) keV | 107 (5) ns | (19−) | |||||||
203 Pb | 82 | 121 | 202.973391 (7) | 51.873 (9) horas | CE | 203 Tl | 5 / 2− | |||
203m1 Pb | 825,20 (9) keV | 6.21 (8) s | ESO | 203 Pb | 13/2 + | |||||
203m2 Pb | 2949,47 (22) keV | 480 (7) ms | 29 / 2− | |||||||
203m3 Pb | 2923.4 + X keV | 122 (4) ns | (25 / 2−) | |||||||
204 Pb | 82 | 122 | 203,9730436 (13) | Observacionalmente estable | 0+ | 0,014 (1) | 0.0104–0.0165 | |||
204m1 Pb | 1274,00 (4) keV | 265 (10) ns | 4+ | |||||||
204m2 Pb | 2185,79 (5) keV | 67,2 (3) min | 9− | |||||||
204m3 Pb | 2264,33 (4) keV | 0,45 (+ 10−3) μs | 7− | |||||||
205 Pb | 82 | 123 | 204.9744818 (13) | 1,73 (7) × 10 7 y | CE | 205 Tl | 5 / 2− | |||
205m1 Pb | 2,329 (7) keV | 24,2 (4) μs | 1 / 2− | |||||||
205m2 Pb | 1013.839 (13) keV | 5,55 (2) ms | 13/2 + | |||||||
205m3 Pb | 3195,7 (5) keV | 217 (5) ns | 25 / 2− | |||||||
206 Pb | Radio G | 82 | 124 | 205,9744653 (13) | Observacionalmente estable | 0+ | 0,241 (1) | 0,2084–0,2748 | ||
206m1 Pb | 2200,14 (4) keV | 125 (2) μs | 7− | |||||||
206m2 Pb | 4027,3 (7) keV | 202 (3) ns | 12+ | |||||||
207 Pb | Actinio D | 82 | 125 | 206,9758969 (13) | Observacionalmente estable | 1 / 2− | 0,221 (1) | 0,1762-0,2365 | ||
207m Pb | 1633,368 (5) keV | 806 (6) ms | ESO | 207 Pb | 13/2 + | |||||
208 Pb | Torio D | 82 | 126 | 207.9766521 (13) | Observacionalmente estable | 0+ | 0,524 (1) | 0.5128–0.5621 | ||
208m Pb | 4895 (2) keV | 500 (10) ns | 10+ | |||||||
209 Pb | 82 | 127 | 208,9810901 (19) | 3.253 (14) horas | β - | 209 Bi | 9/2 + | Rastro | ||
210 Pb | Radium D Radiolead Cable de radio |
82 | 128 | 209.9841885 (16) | 22,3 (22) años | β - (100%) | 210 Bi | 0+ | Rastro | |
α (1,9 × 10 −6 %) | 206 Hg | |||||||||
210m Pb | 1278 (5) keV | 201 (17) ns | 8+ | |||||||
211 Pb | Actinio B | 82 | 129 | 210.9887370 (29) | 36,1 (2) min | β - | 211 Bi | 9/2 + | Rastro | |
212 Pb | Torio B | 82 | 130 | 211.9918975 (24) | 10,64 (1) h | β - | 212 Bi | 0+ | Rastro | |
212m Pb | 1335 (10) keV | 6,0 (0,8) μs | ESO | 212 Pb | (8+) | |||||
213 Pb | 82 | 131 | 212.996581 (8) | 10,2 (3) min | β - | 213 Bi | (9/2 +) | |||
214 Pb | Radio B | 82 | 132 | 213,9998054 (26) | 26,8 (9) min | β - | 214 Bi | 0+ | Rastro | |
214m Pb | 1420 (20) keV | 6,2 (0,3) μs | ESO | 212 Pb | 8 + # | |||||
215 Pb | 82 | 133 | 215.004660 (60) | 2,34 (0,19) mínimo | β - | 215 Bi | 9/2 + # | |||
216 Pb | 82 | 134 | 216.008030 (210) # | 1,65 (0,2) min | β - | 216 Bi | 0+ | |||
216m Pb | 1514 (20) keV | 400 (40) ns | ESO | 216 Pb | 8 + # | |||||
217 Pb | 82 | 135 | 217.013140 (320) # | 20 (5) s | β - | 217 Bi | 9/2 + # | |||
218 Pb | 82 | 136 | 218.016590 (320) # | 15 (7) s | β - | 218 Bi | 0+ |
- ^ m Pb: isómero nuclear excitado .
- ^ () - La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
- ^ # - Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de la masa de superficie (TMS).
-
^
Modos de descomposición:
CE: Captura de electrones ESO: Transición isomérica - ^ Símbolo en negrita y cursiva como hija: el producto secundario es casi estable.
- ^ Símbolo en negrita como hija: el producto secundario es estable.
- ^ () valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
- ^ a b # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
- ^ a b c Se utiliza en la datación entre clientes potenciales
- ^ Se cree que sufre una desintegración α a 200 Hg con una vida media de más de 1.4 × 10 20 años
- ^ Producto de desintegración final de la cadena de desintegración 4n + 2 ( serie de radio o uranio )
- ^ Kuhn, W. (1929). "LXVIII. Dispersión de radiación de torio C ″ γ por radio G y plomo ordinario". The London, Edinburgh y Dublin Philosophical Magazine y Journal of Science . 8 (52): 628. doi : 10.1080 / 14786441108564923 .
- ^ Se cree que sufre una desintegración α a 202 Hg con una vida media de más de 2,5 × 10 21 años
- ^ Producto de desintegración final de la cadena de desintegración 4n + 3 (la serie Actinium )
- ^ Se cree que sufre una desintegración α a 203 Hg con una vida media de más de 1.9 × 10 21 años
- ^ Producto de desintegración final de la cadena de desintegración 4n ( serie del torio )
- ^ Nuclido estable observacionalmente más pesado, se cree que sufre una desintegración α a 204 Hg con una vida media de más de 2.6 × 10 21 años
- ^ Producto de desintegración intermedio de 237 Np
- ^ a b Producto de desintegración intermedio de 238 U
- ^ Producto de desintegración intermedio de 235 U
- ^ Producto de desintegración intermedio de 232 Th
Plomo-206
206 Pb es el paso final en la cadena de desintegración de 238 U , la "serie del radio" o "serie del uranio". En un sistema cerrado, con el tiempo, una masa dada de 238 U decaerá en una secuencia de pasos que culminarán en 206 Pb. La producción de productos intermedios finalmente alcanza un equilibrio (aunque esto lleva mucho tiempo, ya que la vida media de 234 U es de 245.500 años). Una vez que se alcanza este sistema estabilizado, la relación de 238 U a 206 Pb disminuirá de manera constante, mientras que las relaciones de los otros productos intermedios entre sí permanecen constantes.
Como la mayoría de los radioisótopos encontrados en la serie de radio, 206 Pb fue nombrado inicialmente como una variación del radio, específicamente G radium . Es el producto de la desintegración tanto de 210 Po (históricamente llamado radio F ) por desintegración alfa , como del mucho más raro 206 Tl ( radio E II ) por desintegración beta .
Se ha propuesto el uso de plomo 206 en el refrigerante de reactores de fisión nuclear de reproducción rápida sobre el uso de una mezcla de plomo natural (que también incluye otros isótopos de plomo estables) como mecanismo para mejorar la economía de neutrones y suprimir en gran medida la producción no deseada de subproductos altamente radiactivos.
Plomo-204, -207 y -208
204 Pb es completamente primordial y, por lo tanto, es útil para estimar la fracción de los otros isótopos de plomo en una muestra dada que también son primordiales, ya que las fracciones relativas de los diversos isótopos de plomo primordiales son constantes en todas partes. Por lo tanto, se asume que cualquier exceso de plomo-206, -207 y -208 es de origen radiogénico , lo que permite utilizar varios esquemas de datación de uranio y torio para estimar la edad de las rocas (tiempo desde su formación) en función de la abundancia relativa de plomo. -204 a otros isótopos.
207 Pb es el final de la serie actinio de 235 U .
208 Pb es el final de la serie de torio de 232 Th . Si bien solo constituye aproximadamente la mitad de la composición del plomo en la mayoría de los lugares de la Tierra, se puede encontrar naturalmente enriquecido hasta alrededor del 90% en minerales de torio. 208 Pb es el isótopo estable conocido más pesado de cualquier elemento, y también el núcleo doblemente mágico más pesado conocido , ya que Z = 82 y N = 126 corresponden a capas nucleares cerradas . Como consecuencia de esta configuración particularmente estable, su sección transversal de captura de neutrones es muy baja (incluso menor que la del deuterio en el espectro térmico), lo que lo hace interesante para reactores rápidos refrigerados por plomo .
Referencias
Masas de isótopos de:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001 CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atómicos de los elementos. Revisión 2000 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 78 (11): 2051-2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Lay resumen .
Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001 CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabla de los isótopos". En Lide, David R. (ed.). Manual CRC de Química y Física (85ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .