Anexo:Isótopos de hierro
El hierro tiene cuatro isótopos naturales: el 54Fe, el 56Fe, el 57Fe y el 58Fe, con una presencia total de hierro en la tierra de 5.845%, 91.754%, 2.119% y 0.282%, respectivamente. Además, el 54Fe es un isótopo posiblemente radioactivo con una vida media superior a 3.1×1022 años. Se conocen 24 radioisótopos cuya vida media se muestra más adelante en la tabla.
Gran parte del trabajo que se ha realizado en la medición de la composición isotópica del hierro se ha centrado en determinar las variaciones del 60Fe debido a los procesos que acompañan la nucleosíntesis (ej: en estudios de meteoritos) y la formación de minerales. En la última década, sin embargo, los avances en la tecnología de espectrometría de masas han permitido la detección y cuantificación de las variaciones de origen natural en los radios de los isótopos estables de hierro. Mucho de este trabajo ha sido dirigido por las comunidades de geociencia y de ciencia planetaria, aunque las aplicaciones a los sistemas biológicos e industriales están comenzando a surgir.[1]
Masa atómica estándar: 55.845(2) u
Hierro-56
editarEl isótopo 56Fe es el isótopo con la menor masa por nucleón, 930.412 MeV/c2, aunque no el isótopo con más alta energía de enlace nuclear por nucleón, que es el níquel-62.[2] Sin embargo, debido a los detalles de cómo funciona la nucleosíntesis, 56Fe es un objetivo más común de las cadenas de fusión dentro de las estrellas muy masivas, y por tanto es más frecuente en el universo, en comparación con otros metales, incluyendo 62Ni, 58Fe y 60Ni, todos los cuales tienen un energía de enlace muy alta.
Hierro-57
editarEl isótopo 57Fe es ampliamente utilizado en la espectroscopia Mössbauer, debido a la escasa variación natural en la energía de transición nuclear.[3]
Hierro-60
editar60 Fe tiene una vida media de 2.62 millones de años,[4][5] pero hasta 2009 se pensaba que tenía una vida media de 1,5 millones de años. Decae mediante desintegración beta a cobalto-60. Es posible que la energía liberada por la desintegración de 60Fe haya contribuido, junto con la energía liberada por la desintegración del radioisótopo 26Al, a la refundición y la diferenciación de los asteroides después de que se formaran hace 4600 millones de años.
Tabla
editar| símbolo del nucleido |
Z(p) | N(n) | masa isotópica (u) |
vida media | método(s) de decaimiento[n 1] |
isótopo(s) hijos(s)[n 2] |
espín nuclear |
Composición isótopica representativa (fracción molar) |
rango de variación natural (fracción molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| energía de excitación | |||||||||
| 45Fe | 26 | 19 | 45.01458(24)# | 4.9(15) ms [3.8(+20-8) ms] |
p | 44Mn | 3/2+# | ||
| 2p | 43Cr | ||||||||
| 46Fe | 26 | 20 | 46.00081(38)# | 9(4) ms [12(+4-3) ms] |
β+ (>99.9%) | 46Mn | 0+ | ||
| β+, p (<.1%) | 45Cr | ||||||||
| 47Fe | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21.8(7) ms | β+ (>99.9%) | 47Mn | 7/2-# | ||
| β+, p (<.1%) | 46Cr | ||||||||
| 48Fe | 26 | 22 | 47.98050(8)# | 44(7) ms | β+ (96.41%) | 48Mn | 0+ | ||
| β+, p (3.59%) | 47Cr | ||||||||
| 49Fe | 26 | 23 | 48.97361(16)# | 70(3) ms | β+, p (52%) | 48Cr | (7/2-) | ||
| β+ (48%) | 49Mn | ||||||||
| 50Fe | 26 | 24 | 49.96299(6) | 155(11) ms | β+ (>99.9%) | 50Mn | 0+ | ||
| β+, p (<.1%) | 49Cr | ||||||||
| 51Fe | 26 | 25 | 50.956820(16) | 305(5) ms | β+ | 51Mn | 5/2- | ||
| 52Fe | 26 | 26 | 51.948114(7) | 8.275(8) h | β+ | 52Mn | 0+ | ||
| 52mFe | 6.81(13) MeV | 45.9(6) s | β+ | 52Mn | (12+)# | ||||
| 53Fe | 26 | 27 | 52.9453079(19) | 8.51(2) min | β+ | 53Mn | 7/2- | ||
| 53mFe | 3040.4(3) keV | 2.526(24) min | TI | 53Fe | 19/2- | ||||
| 54Fe | 26 | 28 | 53.9396105(7) | Aparentemente estable[n 3] | 0+ | 0.05845(35) | 0.05837-0.05861 | ||
| 54mFe | 6526.9(6) keV | 364(7) ns | 10+ | ||||||
| 55Fe | 26 | 29 | 54.9382934(7) | 2.737(11) a | CE | 55Mn | 3/2- | ||
| 56Fe[n 4] | 26 | 30 | 55.9349375(7) | Estable | 0+ | 0.91754(36) | 0.91742-0.91760 | ||
| 57Fe | 26 | 31 | 56.9353940(7) | Estable | 1/2- | 0.02119(10) | 0.02116-0.02121 | ||
| 58Fe | 26 | 32 | 57.9332756(8) | Estable | 0+ | 0.00282(4) | 0.00281-0.00282 | ||
| 59Fe | 26 | 33 | 58.9348755(8) | 44.495(9) d | β- | 59Co | 3/2- | ||
| 60Fe | 26 | 34 | 59.934072(4) | 2.6×106 a | β- | 60Co | 0+ | ||
| 61Fe | 26 | 35 | 60.936745(21) | 5.98(6) min | β- | 61Co | 3/2-,5/2- | ||
| 61mFe | 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)- | ||
| 64Fe | 26 | 38 | 63.9412(3) | 2.0(2) s | β- | 64Co | 0+ | ||
| 65Fe | 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 | ||||||||
| 67mFe | 367(3) keV | 64(17) µs | (5/2-) | ||||||
| 68Fe | 26 | 42 | 67.95370(75) | 187(6) ms | β- (>99.9%) | 68Co | 0+ | ||
| β-, n | 67Co | ||||||||
| 69Fe | 26 | 43 | 68.95878(54)# | 109(9) ms | β- (>99.9%) | 69Co | 1/2-# | ||
| β-, n (<.1%) | 68Co | ||||||||
| 70Fe | 26 | 44 | 69.96146(64)# | 94(17) ms | 0+ | ||||
| 71Fe | 26 | 45 | 70.96672(86)# | 30# ms [>300 ns] |
7/2+# | ||||
| 72Fe | 26 | 46 | 71.96962(86)# | 10# ms [>300 ns] |
0+ | ||||
- ↑ Abreviaciones:
CE: Captura electrónica
TI: Transición isomérica - ↑ Negrilla para los isótopos estables
- ↑ Se cree que decae mediante β+ a 54Cr con una vida media de más de 3,1 × 1022 a
- ↑ Menor masa por nucleón de todos los radionucleidos, producto final de la nucleosíntesis estelar
Referencias
editar- ↑ N. Dauphas, O. Rouxel (2006). Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes 25. Mass Spectrometry Reviews. pp. 515-550.
- ↑ Fewell, M. P.. The atomic nuclide with the highest mean binding energy. American Journal of Physics 63 (7): 653-58. . URL:http://adsabs.harvard.edu/abs/1995AmJPh..63..653F. Accessed: 2011-03-22.
- ↑
- ↑ New Measurement of the 60Fe Half-Life 103. Physical Review Letters. p. 72502. Bibcode:2009PhRvL.103g2502R. doi:10.1103/PhysRevLett.103.072502.
- ↑ «Eisen mit langem Atem».
- Masas de isótopos de:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- Composición isotópica y masas atómicas estándar de:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. doi:10.1351/pac200678112051. Resumen divulgativo.
- Vida media, Espín y datos de isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- National Nuclear Data Center. «NuDat 2.1 database». Brookhaven National Laboratory. Consultado el September 2005.
- N. E. Holden (2004). «Table of the Isotopes». En D. R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edición). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0849304859.
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