Изотопы фтора
[1] | |||||||||||||||||||||
| Стандартный атомный вес A r °(F) | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||
Фтор ( 9F ) имеет 19 известных изотопов в диапазоне от13
Ф
к31
Ф
и два изомера (18м
Ф
и26м
Ф
). Только фтор-19 стабилен и встречается в природе в количествах, превышающих следовые; поэтому фтор является моноизотопным и мононуклидным элементом .
Самый долгоживущий радиоизотоп —18
Ф
; период его полураспада составляет109.734(8) мин . Все остальные изотопы фтора имеют период полураспада менее минуты, а большинство из них менее секунды. Наименее стабильный известный изотоп —14
Ф
, период полураспада которого составляет500(60) йоктосекунд , [4] что соответствует ширине резонанса910(100) кэВ .
Список изотопов
| Нуклид [n 1] | З | Н | Изотопная масса ( Да ) [5] [n 2] [n 3] | Период полураспада [4] [n 4] | Режим распада [4] [n 5] | Дочерний изотоп [n 6] | Спин и четность [4] [n 7] [n 4] | Изотопное изобилие | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||||||||||||
| 13 Ф [6] | 9 | 4 | 13.045 120 (540) # | п ? [н 8] | 12 О ? | 1/2+# | |||||||||||||
| 14 Ф | 9 | 5 | 14.034 320 (40) | 500(60) лет [910(100) кэВ ] | п ? [н 8] | 13 О ? | 2− | ||||||||||||
| 15 Ф | 9 | 6 | 15.017 785 (15) | 1.1(3) зс [376 кэВ ] | п | 14 О | 1/2+ | ||||||||||||
| 16 Ф | 9 | 7 | 16.011 460 (6) | 21(5) зс [21,3(5,1) кэВ ] | п | 15 О | 0− | ||||||||||||
| 17 Ф [н 9] | 9 | 8 | 17.002 095 24 (27) | 64.370(27) с | β + | 17 О | 5/2+ | ||||||||||||
| 18 Ф [н 10] | 9 | 9 | 18.000 9373 (5) | 109.734(8) мин. | β + | 18 О | 1+ | След | |||||||||||
| 18м Ф | 1 121 .36(15) кэВ | 162(7) нс | ЭТО | 18 Ф | 5+ | ||||||||||||||
| 19 Ф | 9 | 10 | 18.998 403 162 067 (883) | Стабильный | 1/2+ | 1 | |||||||||||||
| 20 Ф | 9 | 11 | 19.999 981 25 (3) | 11.0062(80) с | β − | 20 Не | 2+ | ||||||||||||
| 21 Ф | 9 | 12 | 20.999 9489 (19) | 4.158(20) с | β − | 21 Не | 5/2+ | ||||||||||||
| 22 Ф | 9 | 13 | 22.002 999 (13) | 4.23(4) с | β − (>89% ) | 22 Не | (4+) | ||||||||||||
| β − н (<11% ) | 21 Не | ||||||||||||||||||
| 23 Ф | 9 | 14 | 23.003 530 (40) | 2.23(14) с | β − (>86% ) | 23 Не | 5/2+ | ||||||||||||
| β − н (<14% ) | 22 Не | ||||||||||||||||||
| 24 Ф | 9 | 15 | 24.008 100 (100) | 384(16) мс | β − (>94,1% ) | 24 Не | 3+ | ||||||||||||
| β − н (<5,9% ) | 23 Не | ||||||||||||||||||
| 25 Ф | 9 | 16 | 25.012 170 (100) | 80(9) мс | β − (76,9(4,5)% ) | 25 Не | (5/2+) | ||||||||||||
| β − n (23,1(4,5)% ) | 24 Не | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 8] | 23 Не ? | ||||||||||||||||||
| 26 Ф | 9 | 17 | 26.020 050 (110) | 8.2(9) мс | β − (86,5(4,0)% ) | 26 Не | 1+ | ||||||||||||
| β − n (13,5(4,0)% ) | 25 Не | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 8] | 24 Не ? | ||||||||||||||||||
| 26м Ф | 643,4(1) кэВ | 2.2(1) мс | ЭТО (82(11)% ) | 26 Ф | (4+) | ||||||||||||||
| β − n (12(8)% ) | 25 Не | ||||||||||||||||||
| β − ? [n 8] | 26 Не ? | ||||||||||||||||||
| 27 Ф | 9 | 18 | 27.026 980 (130) | 5.0(2) мс | β − n (77(21)% ) | 26 Не | 5/2+# | ||||||||||||
| β − (23(21)% ) | 27 Не | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 8] | 25 Не ? | ||||||||||||||||||
| 28 Ф | 9 | 19 | 28.035 860 (130) | 46 зс | н | 27 Ф | (4−) | ||||||||||||
| 29 Ф | 9 | 20 | 29.043 100 (560) | 2,5(3) мс | β − n (60(40)% ) | 28 Не | (5/2+) | ||||||||||||
| β − (40(40)% ) | 29 Не | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 8] | 27 Не ? | ||||||||||||||||||
| 30 Ф [7] | 9 | 21 | 30.052 56 (54) # | 0,96+0,56 −0,41 зс | н | 29 Ф | |||||||||||||
| 31 Ф | 9 | 22 | 31.060 20 (570) # | 2 мс # [>260 нс ] | β − ? [n 8] | 31 Не ? | 5/2+# | ||||||||||||
| β − n ? [n 8] | 30 Не ? | ||||||||||||||||||
| β − 2n ? [n 8] | 29 Не ? | ||||||||||||||||||
| Заголовок и нижний колонтитул этой таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ m F – Возбужденный ядерный изомер .
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) приводится в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # – Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций от поверхности массы (TMS).
- ^ ab # – Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
- ^
Способы распада:
ЕС: Захват электронов ЭТО: Изомерный переход н: Нейтронное излучение р: Эмиссия протонов - ^ Жирный символ как дочерний – Дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение спина – указывает спин со слабыми аргументами присваивания.
- ^ abcdefghij Показанный режим распада энергетически разрешен, но его возникновение в этом нуклиде экспериментально не наблюдалось.
- ^ Промежуточный продукт различных циклов CNO в звездном нуклеосинтезе как часть процесса получения гелия из водорода.
- ^ Имеет медицинское применение.
Фтор-18
Из нестабильных нуклидов фтора,18
Ф
имеет самый длительный период полураспада,109.734(8) мин . Распадается до18
О
через β + распад. По этой причине18
Ф
является коммерчески важным источником позитронов . Его основная ценность заключается в производстве радиофармацевтического препарата фтордезоксиглюкозы , используемого в позитронно-эмиссионной томографии в медицине.
Фтор-18 — самый легкий нестабильный нуклид с равным нечетным числом протонов и нейтронов, по 9 каждого. (См. также обсуждение «магических чисел» стабильности нуклидов.) [8]
Фтор-19
Фтор-19 — единственный стабильный изотоп фтора . Его распространенность составляет100% ; другие изотопы фтора не существуют в значительных количествах. Его энергия связи составляет147 801 .3648(38) кэВ . Фтор-19 является ЯМР -активным со спином 1/2+, поэтому он используется в ЯМР-спектроскопии фтора-19 .
Фтор-20
Фтор-20 — нестабильный изотоп фтора . Период его полураспада составляет11,0062(80) с и распадается через бета-распад до стабильного нуклида20
Не
. Его удельная радиоактивность составляет1,8693(14) × 10 +21 Бк/г и имеет среднее время жизни15.879(12) с .
Фтор-21
Фтор-21 , как и фтор-20 , также является нестабильным изотопом фтора. Он имеет период полураспада4.158(20) с . Он также подвергается бета-распаду, распадаясь на21
Не
, который является стабильным нуклидом. Его удельная активность составляет4,781(23) × 10 +21 Бк/г .
Изомеры
Были охарактеризованы только два ядерных изомера (долгоживущие возбужденные ядерные состояния), фтор-18m и фтор-26m. [4] Период полураспада18м
Ф
прежде чем он подвергнется изомерному переходу162(7) наносекунд . [4] Это меньше, чем период полураспада любого из основных состояний ядра радиоизотопа фтора, за исключением массовых чисел 14–16, 28 и 31. [9] Период полураспада26м
Ф
является2,2(1) миллисекунды ; он распадается в основном до своего основного состояния26
Ф
или (реже, через бета-минус-распад ) в одно из высоковозбужденных состояний26
Не
с задержкой нейтронной эмиссии . [4]
Ссылки
- ^ Чисте и Бе 2011.
- ^ «Стандартные атомные веса: Фтор». CIAAW . 2021.
- ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). "Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)". Чистая и прикладная химия . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
- ^ abcdefg Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ Ван, Мэн; Хуан, ВДж; Кондев, ФГ; Ауди, Г.; Наими, С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Chinese Physics C. 45 ( 3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
- ^ Charity, RJ (2 апреля 2021 г.). «Наблюдение за экзотическим изотопом 13 F, обнаружившим четыре нейтрона за линией протонной капельности». Physical Review Letters . 126 (13): 2501. Bibcode : 2021PhRvL.126m2501C. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.132501. OSTI 1773500. PMID 33861136. S2CID 233259561. Получено 5 апреля 2021 г.
- ^ Kahlbow, J.; et al. (SAMURAI21-NeuLAND Collaboration) (2024-08-23). "Magicity vs Superfluidity about 28O viewed from the Study of 30F". Physical Review Letters . 133 (8). arXiv : 2407.19303 . doi : 10.1103/PhysRevLett.133.082501 . ISSN 0031-9007.
- ^ Национальный центр ядерных данных . "База данных NuDat 2.x". Брукхейвенская национальная лаборатория .
- ^ Audi, G.; Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "Оценка ядерных свойств с помощью NUBASE2016" (PDF) . Chinese Physics C. 41 ( 3): 030001. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A. doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030001.
Источники
- Чисте, В.; Бе, ММ (2011). «Ф-18» (PDF) . В Бе, ММ; Курсоль, Н.; Дюшемен, Б.; Лагутин, Ф.; и др. (ред.). Таблица радионуклеидов (Отчет). CEA (Комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии), LIST, LNE-LNHB (Национальная лаборатория Анри Беккереля/Комиссариат по атомной энергии). Архивировано из оригинала (PDF) 11 августа 2020 года . Проверено 15 июня 2011 г.
