Isótopos de hierro
Los isótopos de hierro son variedades del elemento químico hierro , que tienen un número diferente de neutrones en el núcleo . Los isótopos de hierro se conocen con números de masa de 45 a 72 (el número de protones en el núcleo de hierro es siempre 26, los neutrones de 19 a 46) y 6 isómeros nucleares .
El hierro natural es una mezcla de cuatro isótopos estables :
- 54 Fe ( abundancia isotópica 5,845%);
- 56 Fe (abundancia de isótopos 91,754%);
- 57 Fe (abundancia de isótopos 2,119%);
- 58 Fe (abundancia isotópica 0,282%).
De los isótopos artificiales de hierro, los más estables son 60 Fe ( vida media 2,62 millones de años [1] ), 55 Fe ( 2,737 años ), 59 Fe ( 44,495 días ) y 52 Fe ( 8,275 horas ); los isótopos restantes tienen una vida media de menos de 10 minutos [2] .
Hierro-55
Ver también: Hierro-55La vida media es de 2,7 años, el esquema de decaimiento por captura de electrones (probabilidad del 100 % ), con el reordenamiento posterior de la capa de electrones, emite una radiación de rayos X característica de 5,9 keV [3] . Se utilizan en instalaciones de rayos X como fuente independiente de radiación de rayos X. Obtenido por irradiación de níquel-58 con protones en un acelerador:
.![{\displaystyle {\ce {^{58}Ni ->[+p,\ -\alpha] ^{55}Co -> ^{55}Fe))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ecbb91c93a08aa2a41415387031ddc5dcb1c4c10)
Hierro-56
El isótopo estable 56 Fe se destaca por tener la masa atómica más baja por nucleón . Esto significa que la energía de enlace de los nucleones es máxima. Sin embargo, debido a la pequeña diferencia en la masa del protón y el neutrón , el níquel-62 tiene la energía de enlace más alta de los nucleones .
Hierro-57
El isótopo estable de hierro-57 se utiliza en la espectroscopia de Mössbauer [4] .
En Rusia , se ha producido por separación centrífuga de isótopos desde 1971 [5] .
Hierro-59
El isótopo radiactivo hierro-59 sufre una desintegración β en cobalto-59 estable , emitiendo partículas beta con energías máximas de 0,46 y 0,27 MeV y rayos gamma con energías de 1,1 y 1,3 MeV [6] . La vida media es de 44,5 días.
En medicina, el isótopo hierro-59 se utiliza en el diagnóstico precoz del cáncer de mama en mujeres [7] [8] . En una persona sana, más de la mitad del hierro está incluido en la hemoglobina . El principio de acción del fármaco es la distribución del hierro asimilado biológicamente con el flujo sanguíneo y la acumulación selectiva en las células del tejido tumoral. El nivel de acumulación del isótopo en los órganos se detecta mediante una cámara gamma .
En Rusia, la sucursal de Obninsk del Instituto de Investigación de Física y Química que lleva el nombre de L. Ya. Karpov [9] produce un radiofármaco basado en 59 Fe .
Tabla de isótopos de hierro
| Símbolo de nucleido |
Z ( pag ) | N( n ) | Masa isotópica [10] ( a.u.m. ) |
Vida media [2] (T 1/2 ) |
Canal de descomposición | producto de descomposición | Spin y paridad del núcleo [2] |
La prevalencia del isótopo en la naturaleza. |
Gama de cambios en la abundancia isotópica en la naturaleza |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 45 Fe _ | 26 | 19 | 45.01458(24)# | 1,89(49) ms | β + (30%) | 45 millones | 3/2+# | ||
| 2p ( 70 %) | 43Cr _ | ||||||||
| 46 fe | 26 | veinte | 46.00081(38)# | 9(4)ms [12(+4-3)ms] |
β + (>99,9%) | 46 millones | 0+ | ||
| β + , p (<.1%) | 45Cr_ _ | ||||||||
| 47 Fe _ | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21,8(7) ms | β + (>99,9%) | 47 millones | 7/2−# | ||
| β + , p (<.1%) | 46Cr _ | ||||||||
| 48 fe | 26 | 22 | 47.98050(8)# | 44(7) ms | β + (96,41%) | 48 millones | 0+ | ||
| β + , p (3,59%) | 47Cr _ | ||||||||
| 49 Fe _ | 26 | 23 | 48.97361(16)# | 70(3)ms | β + , p (52%) | 48Cr _ | (7/2−) | ||
| β + (48%) | 49 millones | ||||||||
| 50Fe _ | 26 | 24 | 49.96299(6) | 155(11)ms | β + (>99,9%) | 50 millones | 0+ | ||
| β + , p (<.1%) | 49Cr _ | ||||||||
| 51 fe | 26 | 25 | 50.956820(16) | 305(5) ms | β + | 51 millones | 5/2− | ||
| 52Fe _ | 26 | 26 | 51.948114(7) | 8.275(8)h | β + | 52m min | 0+ | ||
| 52mFe _ | 6,81(13) MeV | 45.9(6) s | β + | 52 millones | (12+)# | ||||
| 53Fe _ | 26 | 27 | 52.9453079(19) | 8.51(2) minutos | β + | 53 millones | 7/2− | ||
| 53m Fe | 3040.4(3) keV | 2.526(24) minutos | IP | 53Fe _ | 19/2− | ||||
| 54 fe | 26 | 28 | 53.9396090(5) | estable [aprox. una] | 0+ | 0.05845(35) | 0.05837–0.05861 | ||
| 54m Fe | 6526,9(6) keV | 364(7) ns | 10+ | ||||||
| 55 fe | 26 | 29 | 54.9382934(7) | 2.737(11) años | EZ | 55 millones | 3/2- | ||
| 56 Fe _ | 26 | treinta | 55.9349363(5) | estable | 0+ | 0.91754(36) | 0,91742–0,91760 | ||
| 57Fe _ | 26 | 31 | 56.9353928(5) | estable | 1/2- | 0.02119(10) | 0.02116–0.02121 | ||
| 58Fe _ | 26 | 32 | 57.9332744(5) | estable | 0+ | 0.00282(4) | 0.00281–0.00282 | ||
| 59 Fe _ | 26 | 33 | 58.9348755(8) | 44.495(9) días | β- _ | 59Co_ _ | 3/2- | ||
| 60 Fe _ | 26 | 34 | 59.934072(4) | 2.6⋅10 6 años | β- _ | 60Co _ | 0+ | ||
| 61Fe _ | 26 | 35 | 60.936745(21) | 5,98(6) minutos | β- _ | 61Co_ _ | 3/2−, 5/2− | ||
| 61m Fe | 861(3) keV | 250(10) ns | 9/2+# | ||||||
| 62Fe _ | 26 | 36 | 61.936767(16) | 68(2) s | β- _ | 62Co_ _ | 0+ | ||
| 63Fe _ | 26 | 37 | 62.94037(18) | 6.1(6) s | β- _ | 63Co_ _ | (5/2) | ||
| 64 Fe _ | 26 | 38 | 63.9412(3) | 2.0(2) s | β- _ | 64Co_ _ | 0+ | ||
| 65 Fe _ | 26 | 39 | 64.94538(26) | 1.3(3) s | β- _ | 65Co_ _ | 1/2−# | ||
| 65mFe _ | 364(3) keV | 430(130) ns | (5/2−) | ||||||
| 66Fe _ | 26 | 40 | 65.94678(32) | 440(40)ms | β − (>99,9 %) | 66Co_ _ | 0+ | ||
| β − , n (<.1%) | 65Co_ _ | ||||||||
| 67Fe _ | 26 | 41 | 66.95095(45) | 394(9) ms | β − (>99,9 %) | 67Co_ _ | 1/2−# | ||
| β − , n (<.1%) | 66Co_ _ | ||||||||
| 67m Fe | 367(3) keV | 64(17) µs | (5/2−) | ||||||
| 68Fe _ | 26 | 42 | 67.95370(75) | 187(6) ms | β − (>99,9 %) | 68Co_ _ | 0+ | ||
| β - , norte | 67Co_ _ | ||||||||
| 69 Fe _ | 26 | 43 | 68.95878(54)# | 109(9) ms | β − (>99,9 %) | 69Co_ _ | 1/2−# | ||
| β − , n (<.1%) | 68Co_ _ | ||||||||
| 70 Fe _ | 26 | 44 | 69.96146(64)# | 94(17)ms | 0+ | ||||
| 71 Fe _ | 26 | 45 | 70.96672(86)# | 30# ms [>300 ns] |
7/2+# | ||||
| 72Fe _ | 26 | 46 | 71.96962(86)# | 10# ms [>300 ns] |
0+ | ||||
| decaimiento de positrones β + ; β -- decaimiento electrónico ; p es la desintegración de protones ; n es el decaimiento de neutrones ; EZ- captura electrónica ; IP- transición isomérica . | |||||||||
- ↑ Teóricamente, puede sufrir captura de doble electrón en 54 Cr.
Explicaciones a la tabla
- Las abundancias de isótopos se dan para la mayoría de las muestras naturales. Para otras fuentes, los valores pueden variar mucho.
- Los índices 'm', 'n', 'p' (junto al símbolo) denotan los estados isoméricos excitados del nucleido.
- Los símbolos en negrita indican productos de degradación estables.
- Los valores marcados con un hash (#) no se derivan solo de datos experimentales, sino que se estiman (al menos parcialmente) a partir de tendencias sistemáticas en nucleidos vecinos (con las mismas proporciones Z y N ). Los valores de giro de incertidumbre y/o paridad se encierran entre paréntesis.
- La incertidumbre se da como un número entre paréntesis, expresado en unidades del último dígito significativo, significa una desviación estándar (con la excepción de la abundancia y la masa atómica estándar de un isótopo según los datos de la IUPAC , para los cuales se requiere una definición más compleja de incertidumbre usó). Ejemplos: 29770.6(5) significa 29770.6 ± 0.5; 21,48(15) significa 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) significa −2200,2 ± 1,8.
Notas
- ↑ Rugel G. et al. Nueva medición de la vida media de 60 Fe // Cartas de revisión física : diario . - 2009. - Vol. 103 . — Pág. 72502 . -doi : 10.1103 / PhysRevLett.103.072502 .
- ↑ 1 2 3 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Hierro-55
- ↑ R. Nave. Efecto Mossbauer en Hierro-57 . Hiperfísica . Universidad Estatal de Georgia. Consultado: 13 de octubre de 2009.
- ↑ Hierro-57 ( 57 Fe)
- ↑ Precauciones de manejo de hierro-59
- ↑ Sulfato férrico , 59 Fe
- ↑ Sulfato ferroso, 59 Fe
- ↑ Sucursal de NIFHI en Obninsk. L. Ya. Karpova celebra 50 años desde el lanzamiento del reactor
- ↑ Datos de Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. La evaluación de la masa atómica de Ame2016 (I). evaluación de datos de entrada; y procedimientos de ajuste (inglés) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , edición. 3 . - Folio 030002-1-030002-344 . -doi : 10.1088 / 1674-1137/41/3/030002 .
