Isòtops del níquel

El níquel (Ni) es compon de 5 isòtops estables: el ⁵⁸Ni, el ⁶⁰Ni, el ⁶¹Ni, el ⁶²Ni i el ⁶⁴Ni amb ⁵⁸Ni són els més abundants (68.077% d'abundància natural). S'han caracteritzat 18 radioisòtops, i el més estable és el ⁵⁹Ni, amb un període de semidesintegració de 76.000 anys, el ⁶³Ni amb un període de semidesintegració de 100.1 anys, i el ⁵⁶Ni amb un període de semidesintegració de 6.077 dies. La resta d'isòtops radioactius tenen període de semidesintegració inferiors a 60 hores i la majoria en tenen període de semidesintegració menors a 30 segons. Aquest element té un isòmer nuclear.

El níquel-56 es produeix en grans quantitats en les supernoves tipus Ia i la forma de la corba de llum d'aquestes supernoves correspon a la de la desintegració del níquel 56 a cobalt-56 i després al ferro-56.

El níquel-59 és un radionúclid cosmogènic de llarga vida amb un període de semidesintegració de 76.000 anys. El ⁵⁹Ni té moltes aplicacions en geologia isotòpica. El ⁵⁹Ni s'ha usat per datar l'edat terrestre de meteorits i per a determinar les abundàncies de pols extraterrestre en el gel i en sediments. El níquel-60 és el producte de desintegració del radionúclid extint ⁶⁰Fe (període de semidesintegració = 1.5 Myr). Ja que el ⁶⁰Fe té un període de semidesintegració tan llarg, la seva persistència en materials del sistema solar a prou grans concentracions pot haver generat variacions observables en la composició isotòpica del ⁶⁰Ni. Per tant, l'abundància del ⁶⁰Ni present en material extraterrestre pot proporcionar proves sobre l'origen del sistema solar en la seva història primerenca. Desgraciadament, els isòtops de Ni semblen distribuir-se heterogèniament en el sistema solar primerenc. Per tant, no hi ha cap informació sobre els excessos de ⁶⁰Ni.

El níquel-62 té l'energia d'enllaç nuclear més alta per nucleó de tots els isòtops de tots els elements, quan s'inclou la capa electrònica en els càlculs. Es desprèn més energia en la formació d'aquest isòtop que en la formació de qualsevol altre, encara que la fusió pot formar isòtops més pesats. Per exemple, 2 Ca-40 poden fusionar-se en un Kr-80 més 4 electrons alliberant 77 keV per nucleó, però les reaccions que condueixen a la regió ferro/níquel són més probables, ja que desprenen més energia per barió.

El níquel-48, descobert el 1999, és l'isòtop de níquel més ric en protons conegut. Amb 28 protons i 20 neutrons, el ⁴⁸Ni és un nombre "doblement màgic" (com el ²⁰⁸Pb) i per tant rarament estable.^[1]

Els isòtops de níquel varien en pes atòmic de 48 u (48-Ni) a 78 u (78-Ni). El període de semidesintegració del níquel-78 s'ha mesurat recentment en 110 mil·lisegons i es creu que és un isòtop important relacionat en la nucleosíntesi de supernoves d'elements més pesats que el ferro.^[2]( Standard atomic mass: 58.6934(2) u.)

Taula

Notes

• Els valors marcats amb # no procedeixen totalment de dades experimentals, però almenys una part n'és sistemàtica. Els espins amb assignacions febles estan entre parèntesis.
• Les incerteses es donen entre parèntesis després dels últims dígits corresponents. Els valors de les incerteses denota una desviació de l'estàndard, excepte en la composició isotòpica i la massa atòmica de la IUPAC que usen incerteses expandides.

Referències

• Masses isotòpiques d'Ame2003 Atomic Mass Evaluation Arxivat 2008-09-23 a Wayback Machine. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
• Les composicions i les masses atòmiques estàndard d'Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) Arxivat 2008-03-05 a Wayback Machine..
• Dades sobre període de semidesintegració, espín i isòmers provenen de les fonts següents:
  • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
  • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
  • 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.