Ізотопи берилію

Берилій (Be) має 12 відомих ізотопів, але лише один із них (Шаблон:Нуклід) є стабільним і примордіальним нуклідом. Таким чином, берилій вважають моноізотопним елементом. Він також є мононуклідним елементом, оскільки всі інші його ізотопи мають настільки короткий період напіврозпаду, що жоден із них не є примордіальним і вони надзвичайно малопоширені. Берилій унікальний в тому сенсі, що це єдиний моноізотопний елемент, в ядрі якого парне число протонів і непарне число нейтронів. Всі інші 25 моноізотопних елементів мають непарні атомні номери і парне число нейтронів.

Серед 11 радіоізотопів берилію найстабільнішим є Шаблон:Нуклід з періодом напіврозпаду 1,39 мільйона років, а також Шаблон:Нуклід з періодом напіврозпаду 53,22 дня. Всі інші радіоізотопи мають період напіврозпаду менш як 13,85 секунди, більшість з них - 20 мілісекунд. Найменш стабільним ізотопом є Шаблон:Нуклід з періодом напіврозпаду 5,03 × 10⁻²¹ секунди.

Природне для легких елементів рівне співвідношення протонів і нейтронів порушується через надзвичайну нестабільність [[Берилій-8|Шаблон:Нуклід]] перед альфа-розпадом, в напрямку якого йде реакція завдяки надзвичайно сильним зв'язкам всередині ядра Шаблон:Нуклід. Період напіврозпаду Шаблон:Нуклід становить лише 6,7(17)Шаблон:E секунди.

Берилій не може мати стабільного ізотопа з 4 протонами і 6 нейтронами через дуже велике Шаблон:Не перекладено як для такого легкого елемента. Втім, цей ізотоп, ¹⁰Be, має період напіврозпаду 1,39 мільйона року, що показує незвичну стабільність як для легкого нукліду з таким великим відношенням кількості нейтронів до протонів. У інших можливих ізотопів берилію цей показник становить навіть більшу величину, тож вони менш стабільні.

Швидкість випадіння Шаблон:Нуклід з повітря у ґрунт в Японії (джерело M. Yamamoto et al., Journal of Environmental Radioactivity, 2006, 8, 110–131)

Вважають, що більшість Шаблон:Нуклід у Всесвіті утворилась під дією космічних променів у проміжку між Великим вибухом і утворенням Сонячної системи. Ізотопи Шаблон:Нуклід, з періодом напіврозпаду 53 дні, та Шаблон:Нуклід обидва є космогенними нуклідами, оскільки вони утворились нещодавно в сонячній системі під дією космічних променів, подібно до [[Вуглець-14|Шаблон:Нуклід]]. Зміна у поширеності цих двох радіоізотопів обумовлена циклами сонячної активності, що впливає на магнітне поле, яке захищає Землю від космічних променів. Швидкість, з якою короткоживучий Шаблон:Нуклід випадає з атмосфери в ґрунт, обумовлена частково погодою. Розпад Шаблон:Нуклід на Сонці є одним з джерел сонячних нейтрино, і першим типом, зареєстрованим під час гоумстейкського експерименту. Наявність Шаблон:Нуклід в осадах часто допомагає встановити, що їхній вік становить менш як 3–4 місяці, що дорівнює двом періодам напіврозпаду Шаблон:Нуклід.

Таблиця

Символ ізотопу	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу (u)	Період напіврозпаду	Типи розпаду	Дочірні ізотопи	Спін і парність ядра	Поширеність ізотопу в природі (мольна частка)	Діапазон розподілу в природі (мольна частка)
Шаблон:Нуклід	4	1	5.04079(429)#		p	Шаблон:Нуклід	(1/2+)#
Шаблон:Нуклід	4	2	6.019726(6)	5.0(3)×10−21 с [0.092(6) MeV]	2p	Шаблон:Нуклід	0+
Шаблон:Нуклід	4	3	7.01692983(11)	53.22(6) d	ЕЗ	Шаблон:Нуклід	3/2−	Сліди
Шаблон:Нуклід	4	4	8.00530510(4)	6.7(17)×10−17 с [6.8(17) еВ]Шаблон:Citation needed	α	Шаблон:Нуклід	0+
Шаблон:Нуклід	4	5	9.0121822(4)	Стабільний			3/2−	1.0000
Шаблон:Нуклід	4	6	10.0135338(4)	1.39×106 року	β−	Шаблон:Нуклід	0+	Сліди
Шаблон:Нуклід	4	7	11.021658(7)	13.81(8) s	β− (97.1%)	Шаблон:Нуклід	1/2+
					β−, α (2.9%)	Шаблон:Нуклід
Шаблон:Нуклід	4	8	12.026921(16)	21.49(3) мс	β− (99.48%)	Шаблон:Нуклід	0+
					β−, n (0.52%)	Шаблон:Нуклід
Шаблон:Нуклід	4	9	13.03569(8)	2.7x10−21 с	n	Шаблон:Нуклід	1/2+
Шаблон:Нуклід	4	10	14.04289(14)	4.84(10) мс	β−, n (81.0%)	Шаблон:Нуклід	0+
					β− (14.0%)	Шаблон:Нуклід
					β−, 2n (5.0%)	Шаблон:Нуклід
Шаблон:Нуклід	4	11	15.05346(54)#	<200 нс
Шаблон:Нуклід	4	12	16.06192(54)#	<200 нс	2n	Шаблон:Нуклід	0+
Шаблон:Нуклід	4	13

Нотатки

• Оцінки, позначені #, отримані не з чисто експериментальних даних, але частково з загальних тенденцій.

Ланцюги розпаду

Більшість ізотопів берилію розпадаються в процесі бета-розпаду і/або комбінації бета розпаду й альфа-розпаду, або нейтронного розпаду. Однак, ⁷Be розпадається лише в процесі електронного захоплення, цьому процесові зазвичай приписують незвичайно довгий період напіврозпаду. Також незвичним є ⁸Be, який розпадається через альфа-розпад до ⁴He. Цей альфа-розпад часто вважають поділом, що могло б пояснити незвичайно короткий період напіврозпаду.

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{5}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{U}\mathrm{n}\mathrm{k}\mathrm{n}\mathrm{o}\mathrm{w}\mathrm{n}}{\to }{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{4}}\mathrm{L}\mathrm{i}+{}_{\mathrm{1}}^{\mathrm{1}}\mathrm{H}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{6}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{5}\mathrm{z}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}+\mathrm{2}{}_{\mathrm{1}}^{\mathrm{1}}\mathrm{H}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{7}}\mathrm{B}\mathrm{e}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}\stackrel{\mathrm{5}\mathrm{3}\mathrm{.}\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{d}}{\to }{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{7}}\mathrm{L}\mathrm{i}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{8}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{6}\mathrm{7}\mathrm{a}\mathrm{s}}{\to }\mathrm{2}{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{1}\mathrm{.}\mathrm{3}\mathrm{9}\mathrm{M}\mathrm{a}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{0}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{1}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{.}\mathrm{8}\mathrm{1}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{1}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{1}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{.}\mathrm{8}\mathrm{1}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{7}}\mathrm{L}\mathrm{i}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{.}\mathrm{4}\mathrm{9}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{2}\mathrm{1}\mathrm{.}\mathrm{4}\mathrm{9}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{1}}\mathrm{B}+{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{3}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{2}\mathrm{.}\mathrm{7}\mathrm{z}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{B}\mathrm{e}+{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{4}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{4}\mathrm{.}\mathrm{8}\mathrm{4}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{3}}\mathrm{B}+{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{4}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{4}\mathrm{.}\mathrm{8}\mathrm{4}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{4}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{4}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{4}\mathrm{.}\mathrm{8}\mathrm{4}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{1}\mathrm{2}}\mathrm{B}+\mathrm{2}{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{6}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{<\mathrm{2}\mathrm{0}\mathrm{0}\mathrm{n}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{1}\mathrm{4}}\mathrm{B}\mathrm{e}+\mathrm{2}{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}$

Посилання

• Маси ізотопів взято з:
  • Шаблон:Cite journal
• Кількісні співвідношення ізотопів і стандартні атомні маси взято з:
  • Шаблон:Cite journal
  • Шаблон:Cite journal
• Період напіврозпаду, спін, і дані ізомерів взято з: See editing notes on this article's talk page.
  • Шаблон:Cite journal
  • Шаблон:Iw, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database Шаблон:Webarchive (retrieved Sept. 2005).
  • Шаблон:Cite book
    • http://fl.water.usgs.gov/PDF_files/fs73_98_holmes.pdf Шаблон:Webarchive