錫的同位素 目录 穩定的錫同位素 錫-121m1 錫-126 圖表 參見 註釋 参考文獻 导航菜单编辑Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)doi:10.1515/pac-2015-0305Universal Nuclide ChartShell Model of NucleusSimple Models of Complex Nuclei: The Shell Model and the Interacting Boson ModelMagic Numbers and the Pascal Trianglecondensed matter in embryonic formMagic NumbersThe Nubase2003 evaluation of nuclear and decay propertiesNuDat 2.1 databaseInteractive NMR Frequency Map原始内容Nuclear Wastes: Technologies for Separations and TransmutationThe Nuclear Alchemy Gamble: An Assessment of Transmutation as a Nuclear Waste Management StrategyANL factsheet存檔Ame2003 Atomic Mass Evaluation存檔Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)Atomic Weights Revised (2005)编
各元素同位素列表锡錫的同位素
Sn原子量同位素幻數穩定同位素觀測上穩定的同位素雙幻核核殼層模型幻數痕量觀測上穩定的同位素觀測上穩定的同位素β+β+β−β−β−β−中等壽命裂變產物核同質異能素鈾-235核同質異能素半衰期微秒貝他衰變同質異能素核異構轉變核子γ射綫光子長壽命裂變產物鉲γ射綫
body.skin-minerva .mw-parser-output table.infobox captiontext-align:center
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
標準原子質量 (Ar, 標準) |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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錫(Sn,原子量:118.710(7))共有71個同位素[2],由於錫的質子數為幻數50,因此錫的同位素相較於鄰近的核素都有較穩定的趨勢,例如錫有7個穩定同位素和3個觀測上穩定的同位素,這是所有化學元素中穩定同位素最多的元素,且很多錫的同位素都有很長的半衰期。錫的同位素包括兩種雙幻核:錫-100 (100
Sn),發現於1994年、[3]與錫-132 (132
Sn)。
目录
1 穩定的錫同位素
2 錫-121m1
3 錫-126
4 圖表
5 參見
6 註釋
7 参考文獻
穩定的錫同位素
根據核殼層模型,錫的質子排佈為:1s21p61d101f141g102s22p6 ,正好填滿核殼層的第四個能階群(幻數50[4][5][6][7][8]),因此錫相較於鄰近的同位素有較高的穩定性,且錫擁有的穩定同位素數是所有化學元素中,最多的一個。
天然存在的錫元素中含有11種同位素,主要由錫-120(120
Sn)豐度最高,佔32.5%,約達三分之一、 錫-118(118
Sn)豐度其次,佔24.2%構成,其餘包括錫-116(116
Sn),豐度佔約14.5%、 錫-119(119
Sn)豐度佔約8.59%、 錫-117(117
Sn)豐度佔約7.68%、 錫-124(124
Sn),豐度佔約5.79%、 錫-122(122
Sn),豐度佔約4.63%,剩下的都是含量低於1%的微量元素,他們包括: 112
Sn(0.97%)、 114
Sn(0.66%)、 115
Sn(0.34%) 以及痕量的126
Sn,其中有7個穩定同位素、3個觀測上穩定的同位素和一個長壽命放射性元素[9][10][11]。
錫共有3個觀測上穩定的同位素,即理論上會衰變或已知放射性但半衰期只有下限,且目前尚未觀測到其衰變的現象,包括112
Sn,應該會經由雙電子捕獲(β+β+)衰變成鎘-112(112
Cd)、122
Sn,應該會經由雙β衰變(β−β−)衰變成碲-122(122
Te),以及124
Sn,應該會經由雙β衰變(β−β−)衰變成碲-124(124
Te),半衰期下限在100×1015年[9][10][11]。
錫三種常見的同位素116
Sn、118
Sn和120
Sn,是最簡單檢測並用NMR光譜進行分析的元素,其化學位移參考SnMe4[12]。
錫-121m1
项: 单位: | t½ a | 产额 % | Q* KeV | βγ * |
---|---|---|---|---|
155Eu | 4.76 | .0803 | 252 | βγ |
85Kr | 10.76 | .2180 | 687 | βγ |
113mCd | 14.1 | .0008 | 316 | β |
90Sr | 28.9 | 4.505 | 2826 | β |
137Cs | 30.23 | 6.337 | 1176 | βγ |
121mSn | 43.9 | .00005 | 390 | βγ |
151Sm | 90 | .5314 | 77 | β |
錫-121m1(121m1
Sn)是錫的一種放射性同位素,也是中等壽命裂變產物之一[13][14],為錫-121(121
Sn)的核同質異能素之一,激發能量約為6.30 keV,半衰期有43.9年[2],比基態的121
Sn擁有較高的穩定性,基態的121
Sn半衰期只有約27小時。
在一般的熱中子反應堆,121m1
Sn有非常低的裂變產率,因此,這種同位素並不是一個顯著的核廢料貢獻者,也就是說,它只占核廢料的極小部分。快速裂變或一些更重的錒系元素裂變會產生較高產量的121m1
Sn,例如在鈾-235的熱中子裂變中,每次裂變的121m1
Sn產率是0.0007%,在快速裂變中,每次裂變的產率是0.002%[15]。
除了121m1
Sn之外還有兩種核同質異能素,但他們的壽命都非常短,121m2
Sn和121m3
Sn的半衰期都以微秒計。
錫-126
项: 单位: | t½ Ma | 产额 % | Q* KeV | βγ * |
---|---|---|---|---|
99Tc | 0.211 | 6.1385 | 294 | β |
126Sn | 0.230 | 0.1084 | 4050 | βγ |
79Se | 0.295 | 0.0447 | 151 | β |
93Zr | 1.53 | 5.4575 | 91 | βγ |
135Cs | 2.3 | 6.9110 | 269 | β |
107Pd | 6.5 | 1.2499 | 33 | β |
129I | 15.7 | 0.8410 | 194 | βγ |
熱中子 | 快中子 | 14 MeV | |
---|---|---|---|
232 Th | 不發生裂變 | 0.0481 ± 0.0077 | 0.87 ± 0.20 |
233 U | 0.224 ± 0.018 | 0.278 ± 0.022 | 1.92 ± 0.31 |
235 U | 0.056 ± 0.004 | 0.0137 ± 0.001 | 1.70 ± 0.14 |
238 U | 不發生裂變 | 0.054 ± 0.004 | 1.31 ± 0.21 |
239 Pu | 0.199 ± 0.016 | 0.26 ± 0.02 | 2.02 ± 0.22 |
241 Pu | 0.082 ± 0.019 | 0.22 ± 0.03 | 無數據 |
錫-126(126
Sn)是錫的放射性同位素中,半衰期最長的同位素,其半衰期長達二十三萬年,並經由貝他衰變,衰變成短壽命的銻-126的同質異能素:126m1
Sb與126m2
Sb,且該衰變產物會經由核異構轉變衰變成126
Sb,也就是說核子會從激發態的126m1
Sb躍遷回126
Sb,但在這個過程中會放出高能量的γ射綫光子,使得使得外部接觸到錫-126成為一大隱患。
錫-126是七種長壽命裂變產物之一,是其中質量在中等的產物之一。在目前幾乎所有的核電站使用的熱中子反應堆中,他有非常低的產額,從鈾-235產額約為0.056%,因為慢中子幾乎總是使鈾-235或鈽-239裂變成半不等。而在快速裂變、核武器或一些更重的錒系元素裂變如鉲,就會有較高的產額[16]。
錫-126衰變能較大,而且是七種長壽裂變產物中唯一能釋放高能γ射綫的核素。但是這種核素產額很低。如果反應堆以鈾-235為燃料,在乏燃料中,每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的5%;如果反應堆以鈾-235(65%)和鈈-239(35%)為燃料,在乏燃料中,每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的20%。錫化學性質比較惰性,不易在環境中遷移,因此對人類健康影響不大。
圖表
符號 | Z(p ) | N(n ) | 同位素質量(u)[17][18] | 半衰期 | 衰變 方式[2][n 1] | 衰變 產物[n 2] | 原子核 自旋 | 相對豐度 (莫耳分率) | 相對豐度 的變化量 (莫耳分率) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
激發能量 | |||||||||
99Sn[n 3] | 50 | 49 | 98.94933(64)# | 5# ms | 9/2+# | ||||
100Sn[n 4] | 50 | 50 | 99.93904(76) | 1.1(4) s [0.94(+54-27) s] | β+ (83%) | 100In | 0+ | ||
β+, p (17%) | 99Cd | ||||||||
101Sn | 50 | 51 | 100.93606(32)# | 3(1) s | β+ | 101In | 5/2+# | ||
β+, p (不常見) | 100Cd | ||||||||
102Sn | 50 | 52 | 101.93030(14) | 4.5(7) s | β+ | 102In | 0+ | ||
β+, p (不常見) | 101Cd | ||||||||
102mSn | 2017(2) keV | 720(220) ns | (6+) | ||||||
103Sn | 50 | 53 | 102.92810(32)# | 7.0(6) s | β+ | 103In | 5/2+# | ||
β+, p (不常見) | 102Cd | ||||||||
104Sn | 50 | 54 | 103.92314(11) | 20.8(5) s | β+ | 104In | 0+ | ||
105Sn | 50 | 55 | 104.92135(9) | 34(1) s | β+ | 105In | (5/2+) | ||
β+, p (不常見) | 104Cd | ||||||||
106Sn | 50 | 56 | 105.91688(5) | 115(5) s | β+ | 106In | 0+ | ||
107Sn | 50 | 57 | 106.91564(9) | 2.90(5) min | β+ | 107In | (5/2+) | ||
108Sn | 50 | 58 | 107.911925(21) | 10.30(8) min | β+ | 108In | 0+ | ||
109Sn | 50 | 59 | 108.911283(11) | 18.0(2) min | β+ | 109In | 5/2(+) | ||
110Sn | 50 | 60 | 109.907843(15) | 4.11(10) h | ε | 110In | 0+ | ||
111Sn | 50 | 61 | 110.907734(7) | 35.3(6) min | β+ | 111In | 7/2+ | ||
111mSn | 254.72(8) keV | 12.5(10) µs | 1/2+ | ||||||
112Sn | 50 | 62 | 111.904818(5) | 觀測上穩定[n 5] | 0+ | 0.0097(1) | |||
113Sn | 50 | 63 | 112.905171(4) | 115.09(3) d | β+ | 113In | 1/2+ | ||
113mSn | 77.386(19) keV | 21.4(4) min | IT (91.1%) | 113Sn | 7/2+ | ||||
β+ (8.9%) | 113In | ||||||||
114Sn | 50 | 64 | 113.902779(3) | 稳定[n 6] | 0+ | 0.0066(1) | |||
114mSn | 3087.37(7) keV | 733(14) ns | 7- | ||||||
115Sn | 50 | 65 | 114.903342(3) | 稳定[n 6] | 1/2+ | 0.0034(1) | |||
115m1Sn | 612.81(4) keV | 3.26(8) µs | 7/2+ | ||||||
115m2Sn | 713.64(12) keV | 159(1) µs | 11/2- | ||||||
116Sn | 50 | 66 | 115.901741(3) | 稳定[n 6] | 0+ | 0.1454(9) | |||
117Sn | 50 | 67 | 116.902952(3) | 稳定[n 6] | 1/2+ | 0.0768(7) | |||
117m1Sn | 314.58(4) keV | 13.76(4) d | IT | 117Sn | 11/2- | ||||
117m2Sn | 2406.4(4) keV | 1.75(7) µs | (19/2+) | ||||||
118 Sn | 50 | 68 | 117.901603(3) | 稳定[n 6] | 0+ | 0.2422(9) | |||
119Sn | 50 | 69 | 118.903308(3) | 稳定[n 6] | 1/2+ | 0.0859(4) | |||
119m1Sn | 89.531(13) keV | 293.1(7) d | IT | 119Sn | 11/2- | ||||
119m2Sn | 2127.0(10) keV | 9.6(12) µs | (19/2+) | ||||||
120Sn | 50 | 70 | 119.9021947(27) | 稳定[n 6] | 0+ | 0.3258(9) | |||
120m1Sn | 2481.63(6) keV | 11.8(5) µs | (7-) | ||||||
120m2Sn | 2902.22(22) keV | 6.26(11) µs | (10+)# | ||||||
121Sn[n 7] | 50 | 71 | 120.9042355(27) | 27.03(4) h | β− | 121Sb | 3/2+ | ||
121m1Sn | 6.30(6) keV | 43.9(5) y | IT (77.6%) | 121Sn | 11/2- | ||||
β− (22.4%) | 121Sb | ||||||||
121m2Sn | 1998.8(9) keV | 5.3(5) µs | (19/2+)# | ||||||
121m3Sn | 2834.6(18) keV | 0.167(25) µs | (27/2-) | ||||||
122Sn[n 7] | 50 | 72 | 121.9034390(29) | 觀測上穩定[n 8] | 0+ | 0.0463(3) | |||
123Sn[n 7] | 50 | 73 | 122.9057208(29) | 129.2(4) d | β− | 123Sb | 11/2- | ||
123m1Sn | 24.6(4) keV | 40.06(1) min | β− | 123Sb | 3/2+ | ||||
123m2Sn | 1945.0(10) keV | 7.4(26) µs | (19/2+) | ||||||
123m3Sn | 2153.0(12) keV | 6 µs | (23/2+) | ||||||
123m4Sn | 2713.0(14) keV | 34 µs | (27/2-) | ||||||
124Sn[n 7] | 50 | 74 | 123.9052739(15) | 觀測上穩定[n 9] | 0+ | 0.0579(5) | |||
124m1Sn | 2204.622(23) keV | 0.27(6) µs | 5- | ||||||
124m2Sn | 2325.01(4) keV | 3.1(5) µs | 7- | ||||||
124m3Sn | 2656.6(5) keV | 45(5) µs | (10+)# | ||||||
125Sn[n 7] | 50 | 75 | 124.9077841(16) | 9.64(3) d | β− | 125Sb | 11/2- | ||
125mSn | 27.50(14) keV | 9.52(5) min | 3/2+ | ||||||
126Sn[n 10] | 50 | 76 | 125.907653(11) | 2.30(14)×105 y | β− (66.5%) | 126m2Sb | 0+ | 痕量 | |
β− (33.5%) | 126m1Sb | ||||||||
126m1Sn | 2218.99(8) keV | 6.6(14) µs | 7- | ||||||
126m2Sn | 2564.5(5) keV | 7.7(5) µs | (10+)# | ||||||
127Sn | 50 | 77 | 126.910360(26) | 2.10(4) h | β− | 127Sb | (11/2-) | ||
127mSn | 4.7(3) keV | 4.13(3) min | β− | 127Sb | (3/2+) | ||||
128Sn | 50 | 78 | 127.910537(29) | 59.07(14) min | β− | 128Sb | 0+ | ||
128mSn | 2091.50(11) keV | 6.5(5) s | IT | 128Sn | (7-) | ||||
129Sn | 50 | 79 | 128.91348(3) | 2.23(4) min | β− | 129Sb | (3/2+)# | ||
129mSn | 35.2(3) keV | 6.9(1) min | β− (99.99%) | 129Sb | (11/2-)# | ||||
IT (.002%) | 129Sn | ||||||||
130Sn | 50 | 80 | 129.913967(11) | 3.72(7) min | β− | 130Sb | 0+ | ||
130m1Sn | 1946.88(10) keV | 1.7(1) min | β− | 130Sb | (7-)# | ||||
130m2Sn | 2434.79(12) keV | 1.61(15) µs | (10+) | ||||||
131Sn | 50 | 81 | 130.917000(23) | 56.0(5) s | β− | 131Sb | (3/2+) | ||
131m1Sn | 80(30)# keV | 58.4(5) s | β− (99.99%) | 131Sb | (11/2-) | ||||
IT (.0004%) | 131Sn | ||||||||
131m2Sn | 4846.7(9) keV | 300(20) ns | (19/2- to 23/2-) | ||||||
132Sn | 50 | 82 | 131.917816(15) | 39.7(8) s | β− | 132Sb | 0+ | ||
133Sn | 50 | 83 | 132.92383(4) | 1.45(3) s | β− (99.97%) | 133Sb | (7/2-)# | ||
β−, n (.0294%) | 132Sb | ||||||||
134Sn | 50 | 84 | 133.92829(11) | 1.050(11) s | β− (83%) | 134Sb | 0+ | ||
β−, n (17%) | 133Sb | ||||||||
135Sn | 50 | 85 | 134.93473(43)# | 530(20) ms | β− | 135Sb | (7/2-) | ||
β−, n | 134Sb | ||||||||
136Sn | 50 | 86 | 135.93934(54)# | 0.25(3) s | β− | 136Sb | 0+ | ||
β−, n | 135Sb | ||||||||
137Sn | 50 | 87 | 136.94599(64)# | 190(60) ms | β− | 137Sb | 5/2-# |
備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。
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銦的同位素 | 錫的同位素 | 銻的同位素 |
參見
- 錫
- 錫-121m
幻数 (物理学)(核殼層模型)
註釋
^ 縮寫的涵義:
ε: 电子俘获
IT: 核異構轉變
β+:正电子发射
β−:貝他衰變
^ 穩定的衰變產物以粗體表示。
^ 目前已知最重的質子比中子多的核素
^ 目前已知最重的質子跟中子一樣多核素
^ 理論上會經由雙電子捕獲(β+β+)衰變成鎘-112(112
Cd)
^ 6.06.16.26.36.46.56.6 理論上會發生自發裂變
^ 7.07.17.27.37.4 核裂变产物
^ 理論上會經由雙β衰變(β−β−)衰變成碲-122(122
Te)
^ 理論上會經由雙β衰變(β−β−)衰變成碲-124(124
Te),半衰期下限在100×1015年
^ 長壽命裂變產物
参考文獻
^ Meija, J.; 等. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). 纯粹与应用化学. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
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^ Talmi, Igal. Simple Models of Complex Nuclei: The Shell Model and the Interacting Boson Model. Harwood Academic Publishers. 1993. ISBN 3-7186-0551-1.
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元素與同位素的穩定度.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_9background-color:#FF3232.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_6background-color:#FF4343.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_5background-color:#FF6060.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_4background-color:#FF7D7D.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_3background-color:#F99.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_2background-color:#F9A18F.mw-parser-output .Isotope_nav_stable_1background-color:#F3AD85.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_100Mybackground-color:#FC6.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_10Kybackground-color:#FF6.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_10ybackground-color:#7F7.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_100dbackground-color:#6FD.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_1dbackground-color:#66BAFF.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_1hbackground-color:#BCAADC.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_10mbackground-color:#DAD.mw-parser-output .Isotope_nav_halflife_1mbackground-color:#C4B6CA.mw-parser-output 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