Изотопы олова

Изотопы олова — разновидности атомов (и ядер) химического элемента олова, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Природное олово состоит из десяти стабильных нуклидов с массовыми числами 112 (в смеси 0,96 % по массе), 114 (0,66 %), 115 (0,35 %), 116 (14,30 %), 117 (7,61 %), 118 (24,03 %), 119 (8,58 %), 120 (32,85 %), 122 (4,72 %) и 124 (5,94 %). Для некоторых из них энергетически возможен двойной бета-распад, однако экспериментально он пока (2022 г.) не наблюдался, поскольку предсказываемый период полураспада очень велик (более 10¹⁷ лет). Самым долгоживущим искусственным изотопом является ¹²⁶Sn с периодом полураспада 230 тыс лет.

Олово обладает наибольшим среди всех элементов числом стабильных изотопов, что связано с тем, что 50 (число протонов в ядрах олова) является магическим числом — оно составляет заполненную протонную оболочку в ядре и повышает тем самым энергию связи и стабильность ядра. Известны два дважды магических изотопа олова, оба они радиоактивны, так как удалены от полосы бета-стабильности: нейтронодефицитное ¹⁰⁰Sn ( $\text{[math]}$ Z = N = 50) и нейтроноизбыточное ¹³²Sn ( $\text{[math]}$ Z = 50, $\text{[math]}$ N = 82).

Изотопы олова ¹¹⁷Sn и ¹¹⁹Sn являются мёссбауэровскими изотопами и применяются в гамма-резонансной спектроскопии.

Таблица изотопов оловаПравить

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[1] (а. е. м.)	Период полураспада^[2] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[2]
Энергия возбуждения
⁹⁹Sn	50	49	98,94933(64)#	5# мс			9/2+#
¹⁰⁰Sn	50	50	99,93904(76)	1,1(4) с [0,94(+54−27) с]	β⁺ (83%)	¹⁰⁰In	0+
β⁺, p (17%)	⁹⁹Cd
¹⁰¹Sn	50	51	100,93606(32)#	3(1) с	β⁺	¹⁰¹In	5/2+#
β⁺, p (редко)	¹⁰⁰Cd
¹⁰²Sn	50	52	101,93030(14)	4,5(7) с	β⁺	¹⁰²In	0+
β⁺, p (редко)	¹⁰¹Cd
^102mSn	2017(2) кэВ	720(220) нс			(6+)
¹⁰³Sn	50	53	102,92810(32)#	7,0(6) с	β⁺	¹⁰³In	5/2+#
β⁺, p (редко)	¹⁰²Cd
¹⁰⁴Sn	50	54	103,92314(11)	20,8(5) с	β⁺	¹⁰⁴In	0+
¹⁰⁵Sn	50	55	104,92135(9)	34(1) с	β⁺	¹⁰⁵In	(5/2+)
β⁺, p (редко)	¹⁰⁴Cd
¹⁰⁶Sn	50	56	105,91688(5)	115(5) с	β⁺	¹⁰⁶In	0+
¹⁰⁷Sn	50	57	106,91564(9)	2,90(5) мин	β⁺	¹⁰⁷In	(5/2+)
¹⁰⁸Sn	50	58	107,911925(21)	10,30(8) мин	β⁺	¹⁰⁸In	0+
¹⁰⁹Sn	50	59	108,911283(11)	18,0(2) мин	β⁺	¹⁰⁹In	5/2(+)
¹¹⁰Sn	50	60	109,907843(15)	4,11(10) ч	ЭЗ	¹¹⁰In	0+
¹¹¹Sn	50	61	110,907734(7)	35,3(6) мин	β⁺	¹¹¹In	7/2+
^111mSn	254,72(8) кэВ	12,5(10) мкс			1/2+
¹¹²Sn	50	62	111,904818(5)	стабилен^{[прим. 1]}	0+	0,0097(1)
¹¹³Sn	50	63	112,905171(4)	115,09(3) сут	β⁺	¹¹³In	1/2+
^113mSn	77,386(19) кэВ	21,4(4) мин	ИП (91,1%)	¹¹³Sn	7/2+
β⁺ (8,9%)	¹¹³In
¹¹⁴Sn	50	64	113,902779(3)	стабилен	0+	0,0066(1)
^114mSn	3087,37(7) кэВ	733(14) нс			7−
¹¹⁵Sn	50	65	114,903342(3)	стабилен	1/2+	0,0034(1)
^115m1Sn	612,81(4) кэВ	3,26(8) мкс			7/2+
^115m2Sn	713,64(12) кэВ	159(1) мкс			11/2−
¹¹⁶Sn	50	66	115,901741(3)	стабилен	0+	0,1454(9)
¹¹⁷Sn	50	67	116,902952(3)	стабилен	1/2+	0,0768(7)
^117m1Sn	314,58(4) кэВ	13,76(4) сут	ИП	¹¹⁷Sn	11/2−
^117m2Sn	2406,4(4) кэВ	1,75(7) мкс			(19/2+)
¹¹⁸Sn	50	68	117,901603(3)	стабилен	0+	0,2422(9)
¹¹⁹Sn	50	69	118,903308(3)	стабилен	1/2+	0,0859(4)
^119m1Sn	89,531(13) кэВ	293,1(7) сут	ИП	¹¹⁹Sn	11/2−
^119m2Sn	2127,0(10) кэВ	9,6(12) мкс			(19/2+)
¹²⁰Sn	50	70	119,9021947(27)	стабилен	0+	0,3258(9)
^120m1Sn	2481,63(6) кэВ	11,8(5) мкс			(7−)
^120m2Sn	2902,22(22) кэВ	6,26(11) мкс			(10+)#
¹²¹Sn	50	71	120,9042355(27)	27,03(4) ч	β⁻	¹²¹Sb	3/2+
^121m1Sn	6,30(6) кэВ	43,9(5) лет	ИП (77,6%)	¹²¹Sn	11/2−
β⁻ (22,4%)	¹²¹Sb
^121m2Sn	1998,8(9) кэВ	5,3(5) мкс			(19/2+)#
^121m3Sn	2834,6(18) кэВ	0,167(25) мкс			(27/2−)
¹²²Sn	50	72	121,9034390(29)	стабилен^{[прим. 2]}	0+	0,0463(3)
¹²³Sn	50	73	122,9057208(29)	129,2(4) сут	β⁻	¹²³Sb	11/2−
^123m1Sn	24,6(4) кэВ	40,06(1) мин	β⁻	¹²³Sb	3/2+
^123m2Sn	1945,0(10) кэВ	7,4(26) мкс			(19/2+)
^123m3Sn	2153,0(12) кэВ	6 мкс			(23/2+)
^123m4Sn	2713,0(14) кэВ	34 мкс			(27/2−)
¹²⁴Sn	50	74	123,9052739(15)	стабилен (>10¹⁷ лет)^{[прим. 3]}	0+	0,0579(5)
^124m1Sn	2204,622(23) кэВ	0,27(6) мкс			5-
^124m2Sn	2325,01(4) кэВ	3,1(5) мкс			7−
^124m3Sn	2656,6(5) кэВ	45(5) мкс			(10+)#
¹²⁵Sn	50	75	124,9077841(16)	9,64(3) сут	β⁻	¹²⁵Sb	11/2−
^125mSn	27,50(14) кэВ	9,52(5) мин	β⁻	¹²⁵Sb	3/2+
¹²⁶Sn	50	76	125,907653(11)	2,30(14)⋅10⁵ лет	β⁻ (66,5%)	^126m2Sb	0+
β⁻ (33,5%)	^126m1Sb
^126m1Sn	2218,99(8) кэВ	6,6(14) мкс			7−
^126m2Sn	2564,5(5) кэВ	7,7(5) мкс			(10+)#
¹²⁷Sn	50	77	126,910360(26)	2,10(4) ч	β⁻	¹²⁷Sb	(11/2−)
^127mSn	4,7(3) кэВ	4,13(3) мин	β⁻	¹²⁷Sb	(3/2+)
¹²⁸Sn	50	78	127,910537(29)	59,07(14) мин	β⁻	¹²⁸Sb	0+
^128mSn	2091,50(11) кэВ	6,5(5) с	ИП	¹²⁸Sn	(7−)
¹²⁹Sn	50	79	128,91348(3)	2,23(4) мин	β⁻	¹²⁹Sb	(3/2+)#
^129mSn	35,2(3) кэВ	6,9(1) мин	β⁻ (99,99%)	¹²⁹Sb	(11/2−)#
ИП (0,002%)	¹²⁹Sn
¹³⁰Sn	50	80	129,913967(11)	3,72(7) мин	β⁻	¹³⁰Sb	0+
^130m1Sn	1946,88(10) кэВ	1,7(1) мин	β⁻	¹³⁰Sb	(7−)#
^130m2Sn	2434,79(12) кэВ	1,61(15) мкс			(10+)
¹³¹Sn	50	81	130,917000(23)	56,0(5) с	β⁻	¹³¹Sb	(3/2+)
^131m1Sn	80(30)# кэВ	58,4(5) с	β⁻ (99,99%)	¹³¹Sb	(11/2−)
ИП (0,0004%)	¹³¹Sn
^131m2Sn	4846,7(9) кэВ	300(20) нс			(19/2− to 23/2−)
¹³²Sn	50	82	131,917816(15)	39,7(8) с	β⁻	¹³²Sb	0+
¹³³Sn	50	83	132,92383(4)	1,45(3) с	β⁻ (99,97%)	¹³³Sb	(7/2−)#
β⁻, n (0,0294%)	¹³²Sb
¹³⁴Sn	50	84	133,92829(11)	1,050(11) с	β⁻ (83%)	¹³⁴Sb	0+
β⁻, n (17%)	¹³³Sb
¹³⁵Sn	50	85	134,93473(43)#	530(20) мс	β⁻	¹³⁵Sb	(7/2−)
β⁻, n	¹³⁴Sb
¹³⁶Sn	50	86	135,93934(54)#	0,25(3) с	β⁻	¹³⁶Sb	0+
β⁻, n	¹³⁵Sb
¹³⁷Sn	50	87	136,94599(64)#	190(60) мс	β⁻	¹³⁷Sb	5/2−#
¹³⁸Sn	50	88	137,951840(540)#	140 мс +30-20	β⁻	¹³⁸Sb
^138mSn	1344(2) кэВ	210(45) нс
¹³⁹Sn	50	89	137,951840(540)#	130 мс	β⁻	¹³⁹Sb

↑ Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ¹¹²Cd.
↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹²²Te.
↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹²⁴Te.

Пояснения к таблицеПравить

Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями $\text{[math]}$ Z и $\text{[math]}$ N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

ПримечанияПравить

↑ Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
↑ ¹ ² Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[3] Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ¹¹²Cd.

[4] Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹²²Te.

[5] Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ¹²⁴Te.

[AME2016-1] Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.

[Nubase2020-2] ¹ ² Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[1]

[2]

[прим. 1]

[прим. 2]

[прим. 3]