Isotope von Kalium - Isotopes of potassium

Hauptisotope von Kalium   ( 19 K)
Isotop Verfall
Fülle Halbwertszeit ( t 1/2 ) Modus Produkt
39 K 93,258% stabil
40 K 0,012% 1,248 (3) 10 × 9  y β 40 Ca
ε 40 Ar
β + 40 Ar
41 K 6,730% stabil
Standardatomgewicht A r, Standard (K) 39.0983(1)

Kalium ( 19 K) hat 26 bekannte Isotope von 31 K bis 57 K, mit Ausnahme des noch unbekannten 32 K, sowie ein unbestätigter Bericht von 59 K. Drei dieser Isotope kommen natürlich vor: die beiden stabilen Formen 39 K ( 93,3 %) und 41 K (6,7 %) und ein sehr langlebiges Radioisotop 40 K (0,012 %)

Natürlich vorkommende radioaktive 40 K zerfallen mit einer Halbwertszeit von 1,248 × 10 9  Jahren. 89% dieser Zerfälle sind durch Betazerfall auf 40 Ca stabil , während 11% durch Elektroneneinfang oder Positronenemission auf 40 Ar erfolgen . 40 K hat die längste bekannte Halbwertszeit für jedes Positronen-Emitter- Nuklid . Die lange Halbwertszeit dieses primordialen Radioisotops wird durch einen stark spinverbotenen Übergang verursacht : 40 K hat einen Kernspin von 4, während seine beiden Zerfallstöchter gerade sind – sogar Isotope mit Spins von 0.

40 K kommt in natürlichem Kalium in ausreichender Menge vor, so dass große Säcke mit handelsüblichem Kaliumchlorid- Salzersatz als radioaktive Quelle für Vorführungen im Klassenzimmer verwendet werden können. 40 K ist die größte Quelle natürlicher Radioaktivität bei gesunden Tieren und Menschen, sogar größer als 14 C . In einem menschlichen Körper von 70 kg Masse zerfallen etwa 4.400 Kerne von 40 K pro Sekunde.

Der Zerfall von 40 K auf 40 Ar wird bei der Kalium-Argon-Datierung von Gesteinen verwendet. Mineralien werden durch Messung der Kaliumkonzentration und der Menge an radiogenem 40 Ar, das sich angesammelt hat, datiert . Typischerweise geht das Verfahren davon aus, dass die Gesteine ​​zum Zeitpunkt der Bildung kein Argon enthielten und das gesamte nachfolgende radiogene Argon (dh 40 Ar) zurückgehalten wurde. 40 K wurde auch ausgiebig als radioaktiver Tracer in Verwitterungsstudien verwendet .

Alle anderen Kaliumisotope haben Halbwertszeiten unter einem Tag, die meisten unter einer Minute. Am wenigsten stabil ist 31 K, ein 2019 entdeckter Drei- Protonen-Emitter ; seine Halbwertszeit wurde mit weniger als 10 Pikosekunden gemessen .

Verschiedene Kalium - Isotope wurden verwendet , Nährstoffkreislauf - Studien , da Kalium ist ein macronutrient für erforderlich Leben .

Liste der Isotope

Nuklid
Z n Isotope Masse ( Da )
Halbes Leben
Decay-
Modus

Tochter -
Isotop

Spin und
Parität
Natürliche Häufigkeit (Molbruch)
Anregungsenergie Normaler Anteil Variationsbreite
31 K 19 12 <10 ps 3p 28 S
33 K 19 14 33.00756(21)# <25 ns P 32 Ar 3/2+#
34 K 19 fünfzehn 33.99869(21)# <40 ns P 33 Ar 1+#
35 K 19 16 34.9880054(6) 178(8) ms β + (99,63 %) 35 Ar 3/2+
β + , p (0,37 %) 34 Cl
36 K 19 17 35.9813020(4) 341(3) ms β + (99,95 %) 36 Ar 2+
β + , p (.048%) 35 Cl
β + , α (0,0034 %) 32 S
37 K 19 18 36.97337589(10) 1.2365(9) s β + 37 Ar 3/2+
38 K 19 19 37.96908112(21) 7,636(18) Minuten β + 38 Ar 3+
38m1 K 130,50(28) keV 924,46(14) ms β + 38 Ar 0+
38m2 K 3458.0(2) keV 21.95(11)  μs ES 38 K (7+)
39 K 19 20 38.963706487(5) Stabil 3/2+ 0,932581(44)
40 K 19 21 39.96399817(6) 1,248 (3) 10 × 9  y β (89,28%) 40 Ca 4− 1,17(1)×10 -4
EG (10,72 %) 40 Ar
β + (0,001%)
40m K 1643,639(11) keV 336(12) ns ES 40 K 0+
41 K 19 22 40.961825258(4) Stabil 3/2+ 0.067302(44)
42 K 19 23 41.96240231(11) 12.355(7) h β 42 Ca 2−
43 K 19 24 42.9607347(4) 22.3(1) h β 43 Ca 3/2+
43m K 738,30(6) keV 200(5) ns ES 43 K 7/2−
44 K 19 25 43.9615870(5) 22.13(19) Minuten β 44 Ca 2−
45 K 19 26 44.9606915(6) 17,8(6) Minuten β 45 Ca 3/2+
46 K 19 27 45,9619816(8) 105(10) s β 46 Ca 2−
47 K 19 28 46.9616616(15) 17.50(24) s β 47 Ca 1/2+
48 K 19 29 47.9653412(8) 6.8(2) s β (98,86 %) 48 Ca 1−
β , n (1,14 %) 47 Ca
49 K 19 30 48.9682108(9) 1,26(5) s β , n (86%) 48 Ca (3/2+)
β (14%) 49 Ca
50 K 19 31 49.972380(8) 472(4) ms β (71%) 50 Ca 0−
β , n (29%) 49 Ca
50m K 171.4(4) keV 125(40) ns ES 50 K (2−)
51 K 19 32 50.975828(14) 365(5) ms β , n (65%) 50 Ca 3/2+
β (35%) 51 Ca
52 K 19 33 51.98160(4) 110(4) ms β , n (74%) 51 Ca 2−#
β (23,7%) 52 Ca
β , 2n (2,3%) 50 Ca
53 K 19 34 52.98680(12) 30(5) ms β , n (64%) 52 Ca (3/2+)
β (26%) 53 Ca
β , 2n (10%) 51 Ca
54 K 19 35 53.99463(64)# 10(5) ms β (>99,9%) 54 Ca 2−#
β , n (<.1%) 53 Ca
55 K 19 36 55.00076(75)# 3# ms β 55 Ca 3/2+#
β , n 54 Ca
56 K 19 37 56.00851(86)# 1# ms β 56 Ca 2−#
β , n 55 Ca
57 K 19 38 β 57 Ca
59 K 19 40 β 59 Ca
Diese Tabellenkopf- und Fußzeile:
  1. ^ m K – Angeregtes Kernisomer .
  2. ^ ( ) – Unsicherheit (1 σ ) wird in knapper Form in Klammern nach den entsprechenden letzten Ziffern angegeben.
  3. ^ # – Atommasse mit # markiert: Wert und Unsicherheit, die nicht aus rein experimentellen Daten abgeleitet werden, sondern zumindest teilweise aus Trends der Massenoberfläche (TMS).
  4. ^ a b c # – Mit # gekennzeichnete Werte sind nicht rein aus experimentellen Daten abgeleitet, sondern zumindest teilweise aus Trends benachbarter Nuklide (TNN).
  5. ^ Fettgedrucktes Symbol als Tochter – Tochterprodukt ist stabil.
  6. ^ ( ) Spin-Wert – Zeigt Spin mit schwachen Zuweisungsargumenten an.
  7. ^ Wird bei der Kalium-Argon-Datierung verwendet
  8. ^ Primordiales Radionuklid
  9. ^ Entdeckung dieses Isotops ist unbestätigt

Siehe auch

Verweise