Anex:Isòtops de berili

El berili (Be) posseïx dotze isòtops coneguts, dels quals solament el ⁹Be és estable sent, ademés, un isòtop primordial. El berili és un element mononuclídico, és dir, que només pot trobar-se un dels seus isòtops en la naturalea. El berili és l'únic dels vintissís elements monoisotópicos el núcleu dels quals està format per un número par de protones i un número impar de neutrons.

Representació dels distints isòtops en funció del número de protones (Z) i el número de neutrons (N). L'escala de colors representa el periodo de semidesintegración de cada isòtop.

Dels onze radioisòtops del berili, els més estables són el ¹⁰Be i el ⁷Be, en uns periodos de semidesintegración d'1,39 millons d'anys i de 53,22 dies, respectivament. El restant de radioisòtops del berili tenen periodos de semidesintegración menors de 13,85 s, molts d'ells inferiors als 20 ms. L'isòtop menys estable és el ⁶Be, en un periodo de semidesitengración de tan sol 5,03 zs.

Els isòtops estables dels elements llaugers solen presentar valors de Z/N iguals a l'unitat, és dir, els seus núcleus posseïxen igual número de protones i de neutrons. Esta tendència sofrix una desviació a mida que aumenta la massa dels elements. El berili és una excepció a dita tendència puix l'isòtop per al que Z=N, el ⁸Be, és molt inestable i es descompon per desintegració alfa. Este procés està favorit perque els isòtops de ⁴He generats per esta desintegració són altament estables. El periodo de semidesintegración de el ⁸Be és de 6,7(17)×10^-17 s.

Representació dels nivells de ⁷Be depositat mensualment en Japó entre 1991 i 2003.

El berili és un element molt llauger com per a posseir isòtops estables en un valor de Z/N alluntat d'1. Este tipo de desproporció entre el número de neutrons i protones només s'observa en els isòtops estables d'elements més pesats. No obstant, el ¹⁰Be posseïx sis neutrons i quatre protones (Z/N=2/3) i, encara sent un isòtop inestable, el seu periodo de semidesintegración és inusualment elevat (1,39 millons d'anys). Isòtops de berili en desequilibris més accentuats entre Z i N mostren, com és esperable, una inestabilitat major.

Es creu que la major part de el ⁹Be present en l'univers es va formar per mig d'un procés d'espalación de rajos còsmics en el periodo comprés entre el Big Bang i la formació del sistema solar. Els isòtops de ⁷Be, en un periodo de semidesintegración de 53 dies, i de ¹⁰Be són núclidos cosmogénicos, puix són de recent aparició en l'escala de temps del sistema solar i s'han generat per espalación, com és el cas del ¹⁴C. La presència d'estos dos radioisòtops del berili en l'atmòsfera terrestre permet la monitorisació dels cicles de taques solars i de l'activitat solar, fenomens que afecten al camp magnètic que protegix la Terra dels rajos còsmics. La velocitat en la que el ⁷Be es transferix des de l'aire fins al sol depén en gran mida de les condicions meteorològiques. La desintegració de el ⁷Be en el Sol és una de les fonts dels neutrinos solars, i va ser la primera font identificada amprant l'experiment Homestake. La presència de ⁷Be en els sediment s'utilisa per a medir l'antiguetat dels mateixos.

Taula d'isòtops

Símbol de el isòtop	Z(p)	N(n)	Massa de l'isòtop (o)	Periodo de semidesintegración	Desintegració	Isòtop generat	Espin nuclear	Composició isotòpica representativa (fracció molar)	Ranc de variació natural (fracció molar)
	Energia d'excitació
5Be	4	1	5.04079(429)#		p	4Li	(+1/2)#
6Be	4	2	6.019726(6)	5.0(3)×10-21 s [0.092(6) MeV]	2p	4He	0
7Be	4	3	7.01692983(11)	53.22(6) d	CE	7Li	-3/2	Traces
8Be	4	4	8.00530510(4)	6.7(17)×10-17 s [6.8(17) eV]	a	4He	0
9Be	4	5	Estable				-3/2	1.0000
10Be	4	6	10.0135338(4)	1.39×106 anys	ß-	10B	0	Traces
11Be	4	7	11.021658(7)	13.81(8) s	ß- (97.1%)	11B	+1/2
					ß-, a (2.9%)	7Li
12Be	4	8	12.026921(16)	21.49(3) ms	ß- (99.48%)	12B	0
					ß-, n (0.52%)	11B
13Be	4	9	13.03569(8)	2.7x10-21 s	n	12Be	+1/2
14Be	4	10	14.04289(14)	4.84(10) ms	ß-, n (81.0%)	13B	0
					ß- (14.0%)	14B
					ß-, 2n (5.0%)	12B
15Be	4	11	15.05346(54)#	<200 ns
16Be	4	12	16.06192(54)#	<200 ns	2n	14Be	0
17Be	4	13

Notes

• Els valors marcats en # no s'han obtingut a partir de senyes purament experimentals, sino que en part s'han deduït de les tendències sistemàtiques observades. Els valors d'espin que han segut assignats en una certea baixa s'indiquen entre paréntesis.

Les incertituts s'han indicat de forma concisa entre paréntesis darrere dels últims dígits corresponents. Els valors d'incertitut indicats es corresponen a una volta la desviació estàndar, llevat para la composició isotòpica i la massa atòmica estàndar que s'han obtingut de la IUPAC, que expressa les incertituts en forma expandida.

Cadena de desintegració

La majoria dels isòtops del berili que es troben dins de les llínees que marquen l'estabilitat ('proton-neutron drip lines', en anglés) es desintegren per mig de processos de desintegració beta i/o una combinació de desintegració beta i desintegració alfa o emissió neutrónica. No obstant, el ⁷Be es desintegra únicament per un procés de captura electrònica, un fenomen al que pot atribuir-se el seu llarc periodo de semidesintegración. El ⁸Be també presenta un comportament anómal, que es desintegra per mig de desintegració alfa per a originar ⁴He. Esta desintegració alfa es considera a sovint com una fissió, lo que explicaria el seu periodo de semidesintegración extremadament curt.

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

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

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{7}}\mathrm{B}\mathrm{e}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}\stackrel{\mathrm{53.22}\mathrm{d}}{\to }{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{7}}\mathrm{L}\mathrm{i}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{8}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{67}\mathrm{a}\mathrm{s}}{\to }\mathrm{2}{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{10}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{1.39}\mathrm{M}\mathrm{a}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{10}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{11}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{13.81}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{11}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{11}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{13.81}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{7}}\mathrm{L}\mathrm{i}+{}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{12}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{21.49}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{12}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{12}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{21.49}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{11}}\mathrm{B}+{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{13}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{2.7}\mathrm{z}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{12}}\mathrm{B}\mathrm{e}+{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{14}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{4.84}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{13}}\mathrm{B}+{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{14}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{4.84}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{14}}\mathrm{B}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{14}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{\mathrm{4.84}\mathrm{m}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{5}}^{\mathrm{12}}\mathrm{B}+\mathrm{2}{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}+\mathrm{e}{}_{}^{\mathrm{-}}$

${}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{16}}\mathrm{B}\mathrm{e}\stackrel{<\mathrm{200}\mathrm{n}\mathrm{s}}{\to }{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{14}}\mathrm{B}\mathrm{e}+\mathrm{2}{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}$

Referències

• Masses isotòpiques preses de (2003).Nuclear Physics A.729

337-676.Consultat el 5 d'agost de 2011.

• Composicions isotòpiques i masses atòmiques estandardisades preses de:
  • (2003).Pure and Applied Chemistry.75(6)

683-800.doi:10.1351/pac200375060683.Consultat el 5 d'agost de 2011.

• • (2006).Pure and Applied Chemistry.78(11)

2051-2066.Consultat el 5 d'agost de 2011.

• Senyes de periodos de semidesintegración, espin i isòmers seleccionats de les següents fonts:
  • (2003).Nuclear Physics A.729

3-128.doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.Consultat el 5 d'agost de 2011.

• • Brookhaven National Laboratory (ed.): «National Nuclear Data Center». Consultat el 5 d'agost de 2011.

• • Holden, N. E.. «11», CRC Handbook of chemistry and physics, 85ª edició edició. ISBN 978-0849304859.