Izobárok

Az izobárok (egyes számú izobárok ; más görögül ἴσος [isos] „ugyanaz” + βάρος [baros] „súly”) különböző elemek nuklidjai , amelyeknek azonos tömegszáma van ; például az izobárok 40Ar , 40K , 40Ca . _ A kifejezést Alfred Walter Stewart brit kémikus javasolta 1918-ban [1] .

A magfizikában

Leírás

Bár a tömegszám (vagyis a nukleonok száma ) A = N + Z azonos az izobár atommagokban, a Z protonok és az N neutronok száma különbözik: , . Az azonos A -vel, de eltérő Z -vel rendelkező nuklidok halmazát izobár láncnak nevezzük. Míg az izobárok tömegszáma azonos, atomtömegük csak megközelítőleg azonos. Az atomtömeg (vagy többlettömeg ) Z -től való függése az izobár láncban mutatja a lehetséges béta-bomlás irányát . Ez a függés az első közelítésben egy parabola (lásd a Weizsacker-képletet ) - a stabilitási völgynek az A \ u003d const sík általi szakasza . $Z_{1}\neq Z_{2}$ $N_{1}\neq N_{2}$

Azok a radioaktív bomlásfajták , amelyek nem változtatják meg a tömegszámot ( béta-bomlás , kettős béta-bomlás , izomerátmenet ), egyik izobár atommagot a másikba helyezik át. Mivel az ilyen bomlások a tömegtömeg csökkenésének irányában következnek be , ezért az ilyen bomlások sorozata az adott izobár lánc energiaminimumát képviselő atommagnál végződik (béta-stabil mag). A páros tömegű atommagok esetében 1-3 ilyen lokális minimum lehet az izobár láncon, mivel a páros magok ( Z és N páros) a párosodási energia miatt nagyobb kötési energiával rendelkeznek, mint a páratlan-páratlan atommagok. azonos tömegszámmal. A lokális minimumok a nukleáris töltésben 2 egységgel különböznek ( ), így az ilyen atommagok alapállapotai közötti közvetlen béta-átmenet lehetetlen (a béta-bomlás eggyel megváltoztatja a magtöltést). A lánc lokális minimumairól a globálisra való átmenet csak a kettős béta folyamatoknak köszönhető, amelyek a gyenge kölcsönhatás - csatolási állandó szempontjából másodrendű folyamatok , ezért erősen elnyomottak: a felezési idő meghaladja a 10-19 évet. Így a páratlan A -hoz egy béta-stabil izobár van, a páros A -hoz pedig egytől háromig. Ha egy béta-stabil izotóp alfa-bomlása (és más, a tömegszámot megváltoztató bomlási folyamatok) tiltott vagy erősen elnyomott, akkor ez az izotóp jelen van az izotópok természetes keverékében. $\Delta Z=\pm 2$

Az izobárokra érvényes a Shchukarev-Mattauch szabály , amely különösen azt magyarázza, hogy a technéciumban nincsenek stabil izotópok [2] .

Primordiális izobár párok és triádok

58 primordiális izobár pár és 9 primordiális izobár hármas létezik, amelyek főleg olyan elemek stabil izotópjait tartalmazzák, amelyekben még a Z is 2 egységgel különbözik. Ha csak a stabil nuklidokat vesszük figyelembe, akkor 48 izobár pár van:

Primordiális izobár párok

Nem.	Tömegszám	izobár pár	Nem.	Tömegszám	izobár pár	Nem.	Tömegszám	izobár pár
egy	36	${\mathsf {_{{16}}S\ \ _{{18}}Ar}}$	21	104	${\mathsf {_{{44}}Ru\ \ _{{46}}Pd}}$	41	152	${\mathsf {_{{62}}Sm\ \ _{{64}}Gd}}$ (α)
2	46	${\mathsf {_{{20}}Ca\ \ _{{22}}Ti}}$	22	106	${\mathsf {_{{46}}Pd\ \ _{{48}}Cd}}$	42	154	${\mathsf {_{{62}}Sm\ \ _{{64}}Gd}}$
3	48	${\mathsf {_{20}Ca))$ (2β − ) ${\mathsf {_{22}Ti))$	23	108	${\mathsf {_{{46}}Pd\ \ _{{48}}Cd}}$	43	156	${\mathsf {_{{64}}Gd\ \ _{{66}}Dy}}$
négy	54	${\mathsf {_{{24}}Cr\ \ _{{26}}Fe}}$	24	110	${\mathsf {_{{46}}Pd\ \ _{{48}}Cd}}$	44	158	${\mathsf {_{{64}}Gd\ \ _{{66}}Dy}}$
5	58	${\mathsf {_{{26}}Fe\ \ _{{28}}Ni}}$	25	112	${\mathsf {_{{48}}Cd\ \ _{{50}}Sn}}$	45	160	${\mathsf {_{{64}}Gd\ \ _{{66}}Dy}}$
6	64	${\mathsf {_{{28}}Ni\ \ _{{30}}Zn}}$	26	113	${\mathsf {_{48}Cd))$ (β − ) ${\mathsf {_{49}In))$	46	162	${\mathsf {_{{66}}Dy\ \ _{{68}}Er}}$
7	70	${\mathsf {_{{30}}Zn\ \ _{{32}}Ge}}$	27	114	${\mathsf {_{{48}}Cd\ \ _{{50}}Sn}}$	47	164	${\mathsf {_{{66}}Dy\ \ _{{68}}Er}}$
nyolc	74	${\mathsf {_{{32}}Ge\ \ _{{34}}Se}}$	28	115	${\mathsf {_{49}In))$ (β − ) ${\mathsf {_{50}Sn))$	48	168	${\mathsf {_{{68}}Er\ \ _{{70}}Yb}}$
9	76	${\mathsf {_{32}Ge))$ (2β − ) ${\mathsf {_{34}Se))$	29	116	${\mathsf {_{48}Cd))$ (2β − ) ${\mathsf {_{50}Sn))$	49	170	${\mathsf {_{{68}}Er\ \ _{{70}}Yb}}$
tíz	78	${\mathsf {_{{34}}Se\ \ _{{36}}Kr}}$ (2ε)	harminc	120	${\mathsf {_{{50}}Sn\ \ _{{52}}Te}}$	ötven	174	${\mathsf {_{{70}}Yb\ \ _{{72}}Hf}}$ (α)
tizenegy	80	${\mathsf {_{{34}}Se\ \ _{{36}}Kr}}$	31	122	${\mathsf {_{{50}}Sn\ \ _{{52}}Te}}$	51	184	${\mathsf {_{{74}}W\ \ _{{76}}Os}}$
12	82	${\mathsf {_{34}Se))$ (2β − ) ${\mathsf {_{36}Kr))$	32	123	${\mathsf {_{{51}}Sb\ \ _{{52}}Te}}$	52	186	${\mathsf {_{{74}}W\ \ _{{76}}Os}}$ (α)
13	84	${\mathsf {_{{36}}Kr\ \ _{{36}}Sr}}$	33	126	${\mathsf {_{{52}}Te\ \ _{{54}}Xe}}$	53	187	${\mathsf {_{75}Re))$ (β − ) ${\mathsf {_{76}Os))$
tizennégy	86	${\mathsf {_{{36}}Kr\ \ _{{38}}Sr}}$	34	128	${\mathsf {_{52}Te))$ (2β − ) ${\mathsf {_{54}Xe))$	54	190	${\mathsf {_{{76}}Os\ \ _{{78}}Pt}}$ (α)
tizenöt	87	${\mathsf {_{37}Rb))$ (β − ) ${\mathsf {_{38}Sr))$	35	132	${\mathsf {_{{54}}Xe\ \ _{{56}}Ba}}$	55	192	${\mathsf {_{{76}}Os\ \ _{{78}}Pt}}$
16	92	${\mathsf {_{{40}}Zr\ \ _{{42}}Mo}}$	36	134	${\mathsf {_{{54}}Xe\ \ _{{56}}Ba}}$	56	196	${\mathsf {_{{78}}Pt\ \ _{{80}}Hg}}$
17	94	${\mathsf {_{{40}}Zr\ \ _{{42}}Mo}}$	37	142	${\mathsf {_{{58}}Ce\ \ _{{60}}Nd}}$	57	198	${\mathsf {_{{78}}Pt\ \ _{{80}}Hg}}$
tizennyolc	98	${\mathsf {_{{42}}Mo\ \ _{{44}}Ru}}$	38	144	${\mathsf {_{60}Nd))$ (α) ${\mathsf {_{62}Sm))$	58	204	${\mathsf {_{{80}}Hg\ \ _{{82}}Pb}}$
19	100	${\mathsf {_{42}hó))$ (2β − ) ${\mathsf {_{44}Ru))$	39	148	${\mathsf {_{{60}}Nd\ \ _{{62}}Sm}}$ (α)
húsz	102	${\mathsf {_{{44}}Ru\ \ _{{46}}Pd}}$	40	150	${\mathsf {_{60}Nd))$ (2β − ) ${\mathsf {_{62}Sm))$

Primordiális izobár triászok

Nem.	Tömegszám	Izobár triád
egy	40	${\mathsf {_{18}Ar\ \ _{19}K))$ (β + , β − , ε) ${\mathsf {_{20}Ca))$
2	ötven	${\mathsf {_{22}Ti\ \ _{23}V))$ (β + , β − ) ${\mathsf {_{24}Cr))$
3	96	${\mathsf {_{40}Zr))$ (2β − ) ${\mathsf {_{42}Mo\ \ _{44}Ru)$
négy	124	${\mathsf {_{{50}}Sn\ \ _{{52}}Te\ \ _{{54}}Xe}}$ (2ε)
5	130	${\mathsf {_{52}Te))$ (2β − ) (2ε) ${\mathsf {_{54}Xe\ \ _{56}Ba))$
6	136	${\mathsf {_{54}Xe))$ (2β − ) ${\mathsf {_{56}Ba\ \ _{58}Ce))$
7	138	${\mathsf {_{56}Ba\ \ _{57}La))$ (ε, β − ) ${\mathsf {_{58}Ce))$
nyolc	176	${\mathsf {_{70}Yb\ \ _{71}Lu))$ (β − ) ${\mathsf {_{72}Hf))$
9	180	${\mathsf {_{72}Hf\ \ _{73}Ta))$ (izomer) (α) ${\mathsf {_{74}W))$

A tömegspektrometriában

A tömegspektrometriában az izobárok mind az azonos tömegszámú magokra, mind a (megközelítőleg) azonos molekulatömegű molekulákra vonatkoznak. Így 16 O 1 H 2 H ( félnehéz víz ) molekula molekuláris izobárok a 19 F atomhoz képest . Az ilyen molekulák és atomok ionjai közel azonos tömeg/töltés arányúak (azonos töltéssel), ezért a tömegspektrométer elektromágneses mezőiben közel azonos pályán mozognak, háttérforrásként szolgálva izobárjaik számára.

Lásd még

Jegyzetek

↑ Brucer M. A nukleáris medicina Boa-összehúzóval kezdődik // Journal of Nuclear Medicine. - 1978. - 1. évf. 19 . - P. 581-598 . [ ]
↑ Izotópok // Egy fiatal kémikus enciklopédikus szótára . 2. kiadás / Összeg. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagógia , 1990. - S. 89-91 . — ISBN 5-7155-0292-6 .

Irodalom

B. M. Yavorsky, A. A. Detlaf, A. K. Lebegyev. A fizika kézikönyve. - M . : "ONIKS", "Világ és oktatás", 2006. - 1056 p. - 7000 példány. — ISBN 5-488-00330-4 .