Monoisotopisches Element - Monoisotopic element

  Monoisotope und mononuklidische Elemente Monoisotope, aber natürliche Radionuklide existieren
    

Ein monoisotopisches Element ist ein Element, das nur ein einziges stabiles Isotop (Nuklid) aufweist. Es gibt nur 26 Elemente, die diese Eigenschaft haben. Eine Liste finden Sie in einem folgenden Abschnitt.

Die Stabilität wird experimentell für chemische Elemente definiert, da es eine Reihe stabiler Nuklide mit Ordnungszahlen über ~  40 gibt, die theoretisch instabil sind, aber anscheinend so lange Halbwertszeiten haben, dass sie weder direkt noch indirekt (aus der Messung von Produkten) beobachtet wurden. zu verfallen.

Monoisotope Elemente sind, außer in einem Einzelfall, durch eine ungerade Anzahl von Protonen (ungerades Z ) und eine gerade Anzahl von Neutronen gekennzeichnet. Aufgrund des Energiegewinns durch Kernpaarungseffekte verleiht die ungerade Anzahl von Protonen Isotopen eines ungeraden Z Instabilität , was bei schwereren Elementen einen vollständig gepaarten Satz von Neutronen erfordert, um diese Tendenz zur Stabilität auszugleichen. (Die vier stabilen Nuklide mit ungeraden Z- und ungeraden Neutronenzahlen sind Wasserstoff-2, Lithium-6, Bor-10 und Stickstoff-14.)

Die einzige mononuklidische Ausnahme von der ungeraden Z- Regel ist Beryllium; Das einzelne stabile Urisotop Beryllium-9 hat 4 Protonen und 5 Neutronen. Dieses Element wird durch seine Instabilität gegenüber dem Alpha-Zerfall , die aufgrund der extrem engen Bindung von Helium-4- Kernen begünstigt wird, daran gehindert, ein stabiles Isotop mit der gleichen Anzahl von Neutronen und Protonen ( Beryllium-8 mit jeweils 4) zu haben . Durch die sehr große Fehlpaarung des Protonen / Neutronen-Verhältnisses für ein solches leichtes Element wird verhindert, dass es ein stabiles Isotop mit 4 Protonen und 6 Neutronen aufweist. (Trotzdem hat Beryllium-10 eine Halbwertszeit von 1,36 Millionen Jahren, was zu kurz ist, um ursprünglich zu sein , aber dennoch eine ungewöhnliche Stabilität für ein leichtes Isotop mit einem solchen Ungleichgewicht anzeigt.)

Unterscheidung von mononuklidischen Elementen

Die Menge der monoisotopischen Elemente überlappt sich, ist jedoch nicht dieselbe wie die Menge der 21 mononuklidischen Elemente , die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie im Wesentlichen nur ein in der Natur vorkommendes Isotop (Nuklid) aufweisen. Der Grund dafür ist das Auftreten bestimmter langlebiger radioaktiver Ur-Nuklide in der Natur, die Beimischungen mit den monoisotopics bilden können, und sie somit verhindern , dass natürlich mononuclidic zu sein. Dies geschieht in den Fällen von 7 ( 26 - 19 = 7 ) der monoisotopen Elemente. Diese Isotope sind monoisotopisch, aber aufgrund des Vorhandenseins des langlebigen radioaktiven Urnuklids nicht mononuklidisch. Diese Elemente sind Vanadium , Rubidium , Indium , Lanthan , Europium , Rhenium und Lutetium . Siehe die Liste unten; In zwei bekannten Fällen (Indium und Rhenium) ist das langlebige Radionuklid tatsächlich das am häufigsten vorkommende Isotop in der Natur, und das stabile Isotop ist weniger häufig.

In 2 weiteren Fällen ( Wismut und Protactinium ) treten mononuklidische Elemente primordial auf, die nicht monoisotop sind, da das natürlich vorkommende Nuklid radioaktiv ist und das Element daher überhaupt keine stabilen Isotope aufweist. Damit ein Element monoisotop ist, muss es ein stabiles Nuklid aufweisen.

Liste der (beobachtungsstabilen) monoisotopen Elemente, geordnet nach Ordnungszahl und Gewicht

Nicht- mononuklidische Elemente sind mit einem Sternchen gekennzeichnet und das langlebige ursprüngliche Radioisotop angegeben. In zwei bemerkenswerten Fällen (Indium und Rhenium) ist das am häufigsten vorkommende natürlich vorkommende Isotop das schwach radioaktive, und im Fall von Europium ist fast die Hälfte davon.

  1. Beryllium-9
  2. Fluor-19
  3. Natrium-23
  4. Aluminium-27
  5. Phosphor-31
  6. Scandium-45
  7. Vanadium-51 * kommt natürlich mit 0,25% radioaktivem Vanadium-50 vor
  8. Mangan-55
  9. Cobalt-59
  10. Arsen-75
  11. Rubidium-85 * kommt natürlich mit 27,835% radioaktivem Rubidium-87 vor
  12. Yttrium-89
  13. Niob-93
  14. Rhodium-103
  15. Indium-113 * kommt natürlich mit der Mehrheit (95,7%) des radioaktiven Isotops Indium-115 vor
  16. Jod-127
  17. Cäsium-133
  18. Lanthan-139 * kommt natürlich mit 0,09% radioaktivem Lanthan-138 vor
  19. Praseodym-141
  20. Europium-153 * kommt natürlich mit 47,8% radioaktivem Europium-151 vor
  21. Terbium-159
  22. Holmium-165
  23. Thulium-169
  24. Lutetium-175 * kommt natürlicherweise mit 2,59% radioaktivem Lutetium-176 vor
  25. Rhenium-185 * kommt natürlich mit der Mehrheit (62,6%) des radioaktiven Isotops Rhenium-187 vor
  26. Gold-197

Siehe auch

Verweise

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