Изотопы титана
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стандартный атомный вес A r °(Ti) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Природный титан ( 22 Ti) состоит из пяти стабильных изотопов : 46 Ti, 47 Ti, 48 Ti, 49 Ti и 50 Ti, причем 48 Ti является наиболее распространенным (73,8% естественного содержания ). Были охарактеризованы двадцать один радиоизотоп , наиболее стабильными из которых являются 44 Ti с периодом полураспада 60 лет, 45 Ti с периодом полураспада 184,8 минут, 51 Ti с периодом полураспада 5,76 минут и 52 Ti с периодом полураспада 1,7 минут. Все остальные радиоактивные изотопы имеют периоды полураспада менее 33 секунд, и большинство из них имеют периоды полураспада менее половины секунды. [4]
Изотопы титана имеют атомную массу от 39,00 u ( 39 Ti) до 64,00 u ( 64 Ti). Первичный режим распада для изотопов, более легких, чем стабильные изотопы (легче, чем 46 Ti), — это β + , а первичный режим для более тяжелых (тяжелее, чем 50 Ti) — это β − ; их соответствующие продукты распада — изотопы скандия , а первичные продукты — изотопы ванадия . [4]
Список изотопов
| Нуклид [n 1] | З | Н | Изотопная масса ( Да ) [5] [n 2] [n 3] | Период полураспада [1] [n 4] | Режим распада [1] [n 5] | Дочерний изотоп [n 6] | Спин и четность [1] [n 7] [n 4] | Природная распространенность (мольная доля) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | Нормальная пропорция [1] | Диапазон вариаций | |||||||||||||||||
| 39 Ти | 22 | 17 | 39.00268(22)# | 28,5(9) мс | β + , р (93,7%) | 38 Са | 3/2+# | ||||||||||||
| β + (~6,3%) | 39 сбн | ||||||||||||||||||
| β + , 2п (?%) | 37 К | ||||||||||||||||||
| 40 Ти | 22 | 18 | 39.990345(73) | 52.4(3) мс | β + , р (95,8%) | 39 Са | 0+ | ||||||||||||
| β + (4,2%) | 40 сбн | ||||||||||||||||||
| 41 Ти | 22 | 19 | 40.983148(30) | 81,9(5) мс | β + , р (91,1%) | 40 Са | 3/2+ | ||||||||||||
| β + (8,9%) | 41 СБН | ||||||||||||||||||
| 42 Ти | 22 | 20 | 41.97304937(29) | 208,3(4) мс | β + | 42 СБН | 0+ | ||||||||||||
| 43 Ти | 22 | 21 | 42.9685284(61) | 509(5) мс | β + | 43 СБН | 7/2− | ||||||||||||
| 43м1 Ти | 313,0(10) кэВ | 11,9(3) мкс | ЭТО | 43 Ти | (3/2+) | ||||||||||||||
| 43м2 Ти | 3066,4(10) кэВ | 556(6) нс | ЭТО | 43 Ти | (19/2−) | ||||||||||||||
| 44 Ти | 22 | 22 | 43.95968994(75) | 59.1(3) г | ЕС | 44 СБН | 0+ | ||||||||||||
| 45 Ти | 22 | 23 | 44.95812076(90) | 184,8(5) мин | β + | 45 СБН | 7/2− | ||||||||||||
| 45м Ти | 36,53(15) кэВ | 3.0(2) мкс | ЭТО | 45 Ти | 3/2− | ||||||||||||||
| 46 Ти | 22 | 24 | 45.952626356(97) | Стабильный | 0+ | 0,0825(3) | |||||||||||||
| 47 Ти | 22 | 25 | 46.951757491(85) | Стабильный | 5/2− | 0,0744(2) | |||||||||||||
| 48 Ти | 22 | 26 | 47.947940677(79) | Стабильный | 0+ | 0,7372(3) | |||||||||||||
| 49 Ти | 22 | 27 | 48.947864391(84) | Стабильный | 7/2− | 0,0541(2) | |||||||||||||
| 50 Ти | 22 | 28 | 49.944785.622(88) | Стабильный | 0+ | 0,0518(2) | |||||||||||||
| 51 Ти | 22 | 29 | 50.94660947(52) | 5.76(1) мин | β − | 51 В | 3/2− | ||||||||||||
| 52 Ти | 22 | 30 | 51.9468835(29) | 1,7(1) мин | β − | 52 В | 0+ | ||||||||||||
| 53 Ти | 22 | 31 | 52.9496707(31) | 32,7(9) с | β − | 53 В | (3/2)− | ||||||||||||
| 54 Ти | 22 | 32 | 53.950892(17) | 2.1(10) с | β − | 54 В | 0+ | ||||||||||||
| 55 Ти | 22 | 33 | 54.955091(31) | 1.3(1) с | β − | 55 В | (1/2)− | ||||||||||||
| 56 Ти | 22 | 34 | 55.95768(11) | 200(5) мс | β − | 56 В | 0+ | ||||||||||||
| 57 Ти | 22 | 35 | 56.96307(22) | 95(8) мс | β − | 57 В | 5/2−# | ||||||||||||
| 58 Ти | 22 | 36 | 57.96681(20) | 55(6) мс | β − | 58 В | 0+ | ||||||||||||
| 59 Ти | 22 | 37 | 58.97222(32)# | 28,5(19) мс | β − | 59 В | 5/2−# | ||||||||||||
| 59м Ти | 108,5(5) кэВ | 615(11) нс | ЭТО | 59 Ти | 1/2−# | ||||||||||||||
| 60 Ти | 22 | 38 | 59.97628(26) | 22.2(16) мс | β − | 60 В | 0+ | ||||||||||||
| 61 Ти | 22 | 39 | 60.98243(32)# | 15(4) мс | β − | 61 В | 1/2−# | ||||||||||||
| 61м1 Ти | 125,0(5) кэВ | 200(28) нс | ЭТО | 61 Ти | 5/2−# | ||||||||||||||
| 61м2 Ти | 700,1(7) кэВ | 354(69) нс | ЭТО | 61 Ти | 9/2+# | ||||||||||||||
| 62 Ти | 22 | 40 | 61.98690(43)# | 9# мс [>620 нс] | 0+ | ||||||||||||||
| 63 Ти | 22 | 41 | 62.99371(54)# | 10# мс [>620 нс] | 1/2−# | ||||||||||||||
| 64 Ти | 22 | 42 | 63.99841(64)# | 5# мс [>620 нс] | 0+ | ||||||||||||||
| Заголовок и нижний колонтитул этой таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ m Ti – 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 н: Нейтронное излучение р: Эмиссия протонов - ^ Жирный символ как дочерний – Дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение спина – указывает спин со слабыми аргументами присваивания.
Титан-44
Титан-44 ( 44 Ti) — радиоактивный изотоп титана, который подвергается электронному захвату в возбужденное состояние скандия -44 с периодом полураспада 60 лет, прежде чем будут заселены основные состояния 44 Sc и, в конечном счете, 44 Ca. [6] Поскольку титан-44 может подвергаться только электронному захвату, его период полураспада увеличивается с ионизацией, и он становится стабильным в своем полностью ионизированном состоянии (то есть, имея заряд +22). [7]
Титан-44 производится в относительном изобилии в альфа-процессе при звездном нуклеосинтезе и на ранних стадиях взрывов сверхновых . [8] Он производится, когда кальций-40 сливается с альфа-частицей ( ядром гелия-4 ) в высокотемпературной среде звезды; полученное ядро 44 Ti затем может сливаться с другой альфа-частицей, образуя хром-48. Возраст сверхновых может быть определен с помощью измерений гамма- излучения титана-44 и его изобилия. [7] Он наблюдался в остатке сверхновой Кассиопея А и SN 1987A в относительно высокой концентрации, что является следствием замедленного распада в результате ионизирующих условий. [6] [7]
Ссылки
- ^ abcde 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.
- ^ "Стандартные атомные веса: Титан". CIAAW . 1993.
- ^ 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.
- ^ ab Barbalace, Kenneth L. (2006). "Периодическая таблица элементов: Ti - титан" . Получено 26.12.2006 .
- ^ 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.
- ^ аб Мотизуки, Ю.; Кумагай, С. (2004). «Радиоактивность ключевого изотопа 44 Ti в SN 1987A». Материалы конференции AIP . 704 (1): 369–374. arXiv : astro-ph/0312620 . Бибкод : 2004AIPC..704..369M. CiteSeerX 10.1.1.315.8412 . дои : 10.1063/1.1737130. S2CID 1700673.
- ^ abc Mochizuki, Y.; Takahashi, K.; Janka, H.-Th.; Hillebrandt, W.; Diehl, R. (2008). «Титан-44: его эффективная скорость распада в молодых остатках сверхновых и его распространенность в Cas A». Astronomy and Astrophysics . 346 (3): 831–842. arXiv : astro-ph/9904378 .
- ^ Фрайер, К.; Димонте, Г.; Эллингер, Э.; Хангерфорд, А.; Карес, Б.; Магкоциос, Г.; Рокфеллер, Г.; Тиммс, Ф.; Вудворд, П.; Янг, П. (2011). Нуклеосинтез во Вселенной, понимание 44Ti (PDF) . Научные достижения ADTSC (отчет). Лос-Аламосская национальная лаборатория. стр. 42–43.
- Массы изотопов из:
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Изотопный состав и стандартные атомные массы из:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Атомные веса элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет ИЮПАК)". Pure and Applied Chemistry . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351/pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомные веса элементов 2005 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351/pac200678112051 .
- «Новости и уведомления: пересмотрены стандартные атомные веса». Международный союз теоретической и прикладной химии . 19 октября 2005 г.
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Национальный центр ядерных данных . "База данных NuDat 2.x". Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Таблица изотопов". В Lide, David R. (ред.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85-е изд.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
