Mononuklidisches Element - Mononuclidic element
Ein mononuklidisches Element oder ein monotopisches Element ist eines der 21 chemischen Elemente , die auf der Erde im Wesentlichen als einzelnes Nuklid vorkommen (das ein stabiles Nuklid sein kann oder nicht ). Dieses einzelne Nuklid hat eine charakteristische Atommasse . Somit wird die natürliche Isotopenhäufigkeit des Elements entweder von einem stabilen Isotop oder von einem sehr langlebigen Isotop dominiert . Es gibt 19 Elemente in der ersten Kategorie (die sowohl monoisotopisch als auch mononuklidisch sind) und 2 ( Wismut und Protactinium ) in der zweiten Kategorie (mononuklidisch, aber nicht monoisotopisch, da sie keine stabilen Nuklide haben, nicht eins). Eine Liste der 21 mononuklidischen Elemente finden Sie am Ende dieses Artikels.
Von den 26 monoisotopen Elementen , die per Definition nur ein stabiles Isotop aufweisen, existieren 7 (26 minus 19 = 7), die jedoch aufgrund des Vorhandenseins eines signifikanten Anteils eines sehr langlebigen ( primordialen ) Elements nicht als mononuklidisch angesehen werden. Radioisotope kommen in ihrer natürlichen Fülle vor. Diese Elemente sind Vanadium , Rubidium , Indium , Lanthan , Europium , Lutetium und Rhenium .
Verwendung in der Messtechnik
Mononuklidische Elemente sind von wissenschaftlicher Bedeutung, da ihre Atomgewichte mit hoher Genauigkeit gemessen werden können , da mit den in einer bestimmten Probe vorhandenen Isotopenhäufigkeiten nur eine minimale Unsicherheit verbunden ist. Eine andere Möglichkeit, dies auszudrücken, besteht darin, dass für diese Elemente das Standardatomgewicht und die Atommasse gleich sind.
In der Praxis werden nur 11 der mononuklidischen Elemente in der Standard-Atomgewichtsmessung verwendet. Dies sind Aluminium, Wismut, Cäsium, Kobalt, Gold, Mangan, Phosphor, Scandium, Natrium, Terbium und Thorium.
In der Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) sind die drei empfindlichsten stabilen Kerne Wasserstoff-1 ( 1 H), Fluor-19 ( 19 F) und Phosphor-31 ( 31 P). Fluor und Phosphor sind monoisotop, Wasserstoff fast schon. 1 H-NMR , 19 F-NMR und 31 P-NMR ermöglichen die Identifizierung und Untersuchung von Verbindungen, die diese Elemente enthalten.
Kontamination durch instabile Spurenisotope
Spurenkonzentrationen instabiler Isotope einiger mononuklidischer Elemente finden sich in natürlichen Proben. Zum Beispiel Beryllium-10 ( 10 Be), mit einer Halbwertszeit von 1,4 Millionen Jahren durch produzierte kosmische Strahlung in der Erde ‚s oberer Atmosphäre ; Iod-129 ( 129 I) mit einer Halbwertszeit von 15,7 Millionen Jahren wird durch verschiedene kosmogene und nukleare Mechanismen hergestellt. Cäsium-137 ( 137 Cs) mit einer Halbwertszeit von 30 Jahren wird durch Kernspaltung erzeugt . Solche Isotope werden in einer Vielzahl von analytischen und forensischen Anwendungen verwendet.
Vollständige Liste der 21 mononuklidischen Elemente
Daten aus Atomgewichten und Isotopenzusammensetzungen ed. JS Coursey, DJ Schwab und RA Dragoset, Nationales Institut für Standards und Technologie (2005).
Element | Nuklid | Z ( p ) | N ( n ) | Isotopenmasse ( u ) | Anmerkungen |
---|---|---|---|---|---|
Beryllium | 9 Sei | 4 | 5 | 9,012 182 (3) | |
Fluor | 19 F. | 9 | 10 | 18.998 403 2 (5) | |
Natrium | 23 Na | 11 | 12 | 22,989 770 (2) | |
Aluminium | 27 Al | 13 | 14 | 26,981 538 (2) | |
Phosphor | 31 P. | fünfzehn | 16 | 30,973 761 (2) | |
Scandium | 45 Sc | 21 | 24 | 44,955 910 (8) | |
Mangan | 55 Mn | 25 | 30 | 54,938 049 (9) | |
Kobalt | 59 Co. | 27 | 32 | 58,933 200 (9) | |
Arsen | 75 As | 33 | 42 | 74,921 60 (2) | |
Yttrium | 89 Y. | 39 | 50 | 88,905 85 (2) | |
Niob | 93 Nb | 41 | 52 | 92,906 38 (2) | |
Rhodium | 103 Rh | 45 | 58 | 102.905 50 (2) | |
Jod | 127 I. | 53 | 74 | 126,904 47 (3) | |
Cäsium | 133 Cs | 55 | 78 | 132,905 45 (2) | |
Praseodym | 141 Pr | 59 | 82 | 140,907 65 (2) | |
Terbium | 159 Tb | 65 | 94 | 158,925 34 (2) | |
Holmium | 165 Ho | 67 | 98 | 164,930 32 (2) | |
Thulium | 169 Tm | 69 | 100 | 168,934 21 (2) | |
Gold | 197 Au | 79 | 118 | 196,966 55 (2) | |
Wismut | 209 Bi | 83 | 126 | 208,980 38 (2) | (radioaktiv) |
Protactinium | 231 Pa | 91 | 140 | 231,035 88 (2) | (radioaktiv) |
Siehe auch
- Urelement
- Tabelle der Nuklide sortiert nach Halbwertszeit
- Tabelle der Nuklide
- Isotopengeochemie
- Radionuklid
- Liste der Elemente nach Stabilität der Isotope