Изотопы таллия

Изотопы таллия — разновидности химического элемента таллия, имеющие разное количество нейтронов в ядре.

Природный таллий состоит из двух стабильных изотопов: ²⁰⁵Tl (изотопная распространённость 70,48 %) и ²⁰³Tl (29,52 %). В ничтожных количествах в природе встречаются также радиоактивные изотопы таллия, являющиеся промежуточными членами рядов распада:

²⁰⁶Tl ( $\text{[math]}$ Т_1/2 = 4,19 мин.) и ²¹⁰Tl (1,30 мин.) — ряд урана-238;
²⁰⁷Tl (4,78 мин.) — ряд урана-235;
²⁰⁸Tl (3,1 мин.) — ряд тория-232.

Самым долгоживущим радиоизотопом является 204
Tl с периодом полураспада 3,78 года.

Таллий-201 и таллий-199Править

Изотоп ²⁰¹Tl и ¹⁹⁹Tl нашли применение в медицине, где используются для диагностики заболеваний сердца и сосудистой системы путём инъекций раствора хлорида радиоактивного таллия^[1]^[2]. Будучи биологическим аналогом калия, таллий поглощается мышечными тканями (в частности, миокардом), после чего картина поглощения визуализируется методом однофотонной компьютерной томографии по пикам с энергией 60—80 кэВ (характеристического рентгеновского излучения ртути, возникающего при заполнении вакансий на К-оболочке после захвата электрона). Период полураспада ²⁰¹Tl 72 часа, тип распада — электронный захват, дочерний изотоп — ртуть-201. Период полураспада ¹⁹⁹Tl 7,4 часа, тип распада — электронный захват с небольшой примесью позитронного распада, дочерний изотоп — ртуть-199.

Таллий-204Править

Таллий-204 с периодом полураспада 3,78 года, почти чистый источник бета-излучения с максимальной энергией 764 кэВ, используется в медицине в виде аппликаторов для лечения дерматологических и офтальмологических заболеваний с поверхностной локализацией^[1].

Таблица изотопов таллияПравить

Символ нуклида	Историческое название	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[3] (а. е. м.)	Период полураспада^[4] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[4]	Распространённость изотопа в природе
Энергия возбуждения
¹⁷⁶Tl		81	95	176,00059(21)#	5,2(+30−14) мс			(3−, 4−, 5−)
¹⁷⁷Tl		81	96	176,996427(27)	18(5) мс	p	¹⁷⁶Hg	(1/2+)
α (редко)	¹⁷³Au
^177mTl		807(18) кэВ	230(40) мкс	p	¹⁷⁶Hg	(11/2−)
α	¹⁷³Au
¹⁷⁸Tl		81	97	177,99490(12)#	255(10) мс	α	¹⁷⁴Au
p (редко)	¹⁷⁷Hg
¹⁷⁹Tl		81	98	178,99109(5)	270(30) мс	α	¹⁷⁵Au	(1/2+)
p (редко)	¹⁷⁸Hg
^179mTl		860(30)# кэВ	1,60(16) мс	α	¹⁷⁵Au	(9/2−)
ИП (редко)	¹⁷⁹Tl
¹⁸⁰Tl		81	99	179,98991(13)#	1,5(2) с	α (75 %)	¹⁷⁶Au
β⁺ (25 %)	¹⁸⁰Hg
ЭЗ, деление (10⁻⁴%)	¹⁰⁰Ru, ⁸⁰Kr^[5]
¹⁸¹Tl		81	100	180,986257(10)	3,2(3) с	α	¹⁷⁷Au	1/2+#
β⁺	¹⁸¹Hg
^181mTl		857(29) кэВ	1,7(4) мс	α	¹⁷⁷Au	9/2−#
β⁺	¹⁸¹Hg
¹⁸²Tl		81	101	181,98567(8)	2,0(3) с	β⁺ (96 %)	¹⁸²Hg	2−#
α (4 %)	¹⁷⁸Au
^182mTl		100(100)# кэВ	2,9(5) с	α	¹⁷⁸Au	(7+)
β⁺ (редко)	¹⁸²Hg
¹⁸²ⁿTl		600(140)# кэВ				10−
¹⁸³Tl		81	102	182,982193(10)	6,9(7) с	β⁺ (98 %)	¹⁸³Hg	1/2+#
α (2 %)	¹⁷⁹Au
^183mTl		630(17) кэВ	53,3(3) мс	ИП (99,99 %)	¹⁸³Tl	9/2−#
α (0,01 %)	¹⁷⁹Au
¹⁸³ⁿTl		976,8(3) кэВ	1,48(10) мкс			(13/2+)
¹⁸⁴Tl		81	103	183,98187(5)	9,7(6) с	β⁺	¹⁸⁴Hg	2−#
^184mTl		100(100)# кэВ	10# с	β⁺ (97,9 %)	¹⁸⁴Hg	7+#
α (2,1 %)	¹⁸⁰Au
¹⁸⁴ⁿTl		500(140)# кэВ	47,1 мс	ИП (99,911 %)		(10−)
α (0,089 %)	¹⁸⁰Au
¹⁸⁵Tl		81	104	184,97879(6)	19,5(5) с	α	¹⁸¹Au	1/2+#
β⁺	¹⁸⁵Hg
^185mTl		452,8(20) кэВ	1,93(8) с	ИП (99,99 %)	¹⁸⁵Tl	9/2−#
α (0,01 %)	¹⁸¹Au
β⁺	¹⁸⁵Hg
¹⁸⁶Tl		81	105	185,97833(20)	40# с	β⁺	¹⁸⁶Hg	(2−)
α (0,006 %)	¹⁸²Au
^186mTl		320(180) кэВ	27,5(10) с	β⁺	¹⁸⁶Hg	(7+)
¹⁸⁶ⁿTl		690(180) кэВ	2,9(2) с			(10−)
¹⁸⁷Tl		81	106	186,975906(9)	~51 с	β⁺	¹⁸⁷Hg	(1/2+)
α (редко)	¹⁸³Au
^187mTl		335(3) кэВ	15,60(12) с	α	¹⁸³Au	(9/2−)
ИП	¹⁸⁷Tl
β⁺	¹⁸⁷Hg
¹⁸⁸Tl		81	107	187,97601(4)	71(2) с	β⁺	¹⁸⁸Hg	(2−)
^188mTl		40(30) кэВ	71(1) с	β⁺	¹⁸⁸Hg	(7+)
¹⁸⁸ⁿTl		310(30) кэВ	41(4) мс			(9−)
¹⁸⁹Tl		81	108	188,973588(12)	2,3(2) мин	β⁺	¹⁸⁹Hg	(1/2+)
^189mTl		257,6(13) кэВ	1,4(1) мин	β⁺ (96 %)	¹⁸⁹Hg	(9/2−)
ИП (4 %)	¹⁸⁹Tl
¹⁹⁰Tl		81	109	189,97388(5)	2,6(3) мин	β⁺	¹⁹⁰Hg	2(−)
^190mTl		130(90)# кэВ	3,7(3) мин	β⁺	¹⁹⁰Hg	7(+#)
¹⁹⁰ⁿTl		290(70)# кэВ	750(40) мкс			(8−)
^190pTl		410(70)# кэВ	>1 мкс			9−
¹⁹¹Tl		81	110	190,971786(8)	20# мин	β⁺	¹⁹¹Hg	(1/2+)
^191mTl		297(7) кэВ	5,22(16) мин	β⁺	¹⁹¹Hg	9/2(−)
¹⁹²Tl		81	111	191,97223(3)	9,6(4) мин	β⁺	¹⁹²Hg	(2−)
^192mTl		160(50) кэВ	10,8(2) мин	β⁺	¹⁹²Hg	(7+)
¹⁹²ⁿTl		407(54) кэВ	296(5) нс			(8−)
¹⁹³Tl		81	112	192,97067(12)	21,6(8) мин	β⁺	¹⁹³Hg	1/2(+#)
^193mTl		369(4) кэВ	2,11(15) мин	ИП (75 %)	¹⁹³Tl	9/2−
β⁺ (25 %)	¹⁹³Hg
¹⁹⁴Tl		81	113	193,97120(15)	33,0(5) мин	β⁺	¹⁹⁴Hg	2−
α (10⁻⁷%)	¹⁹⁰Au
^194mTl		300(200)# кэВ	32,8(2) мин	β⁺	¹⁹⁴Hg	(7+)
¹⁹⁵Tl		81	114	194,969774(15)	1,16(5) ч	β⁺	¹⁹⁵Hg	1/2+
^195mTl		482,63(17) кэВ	3,6(4) с	ИП	¹⁹⁵Tl	9/2−
¹⁹⁶Tl		81	115	195,970481(13)	1,84(3) ч	β⁺	¹⁹⁶Hg	2−
^196mTl		394,2(5) кэВ	1,41(2) ч	β⁺ (95,5 %)	¹⁹⁶Hg	(7+)
ИП (4,5 %)	¹⁹⁶Tl
¹⁹⁷Tl		81	116	196,969575(18)	2,84(4) ч	β⁺	¹⁹⁷Hg	1/2+
^197mTl		608,22(8) кэВ	540(10) мс	ИП	¹⁹⁷Tl	9/2−
¹⁹⁸Tl		81	117	197,97048(9)	5,3(5) ч	β⁺	¹⁹⁸Hg	2−
^198mTl		543,5(4) кэВ	1,87(3) ч	β⁺ (54 %)	¹⁹⁸Hg	7+
ИП (46 %)	¹⁹⁸Tl
¹⁹⁸ⁿTl		687,2(5) кэВ	150(40) нс			(5+)
^198pTl		742,3(4) кэВ	32,1(10) мс			(10−)#
¹⁹⁹Tl		81	118	198,96988(3)	7,42(8) ч	β⁺	¹⁹⁹Hg	1/2+
^199mTl		749,7(3) кэВ	28,4(2) мс	ИП	¹⁹⁹Tl	9/2−
²⁰⁰Tl		81	119	199,970963(6)	26,1(1) ч	β⁺	²⁰⁰Hg	2−
^200mTl		753,6(2) кэВ	34,3(10) мс	ИП	²⁰⁰Tl	7+
²⁰⁰ⁿTl		762,0(2) кэВ	0,33(5) мкс			5+
²⁰¹Tl		81	120	200,970819(16)	72,912(17) ч	ЭЗ	²⁰¹Hg	1/2+
^201mTl		919,50(9) кэВ	2,035(7) мс	ИП	²⁰¹Tl	(9/2−)
²⁰²Tl		81	121	201,972106(16)	12,23(2) сут	β⁺	²⁰²Hg	2−
^202mTl		950,19(10) кэВ	572(7) мкс			7+
²⁰³Tl		81	122	202,9723442(14)^{[прим. 1]}	стабилен^{[прим. 2]}	1/2+	0,2952(1)	0,29494-0,29528
^203mTl		3400(300) кэВ	7,7(5) мкс			(25/2+)
²⁰⁴Tl		81	123	203,9738635(13)^{[прим. 3]}	3,78(2) года	β⁻ (97,1 %)	²⁰⁴Pb	2−
ЭЗ (2,9 %)	²⁰⁴Hg
^204mTl		1104,0(4) кэВ	63(2) мкс			(7)+
²⁰⁴ⁿTl		2500(500) кэВ	2,6(2) мкс			(12−)
^204pTl		3500(500) кэВ	1,6(2) мкс			(20+)
²⁰⁵Tl		81	124	204,9744275(14)^{[прим. 4]}	стабилен^{[прим. 5]}	1/2+	0,7048(1)	0,70472-0,70506
^205mTl		3290,63(17) кэВ	2,6(2) мкс			25/2+
²⁰⁵ⁿTl		4835,6(15) кэВ	235(10) нс			(35/2-)
²⁰⁶Tl	Радий E	81	125	205,9761103(15)^{[прим. 6]}	4,200(17) мин	β⁻	²⁰⁶Pb	0−	следовые количества^{[прим. 7]}
^206mTl		2643,11(19) кэВ	3,74(3) мин	ИП	²⁰⁶Tl	(12-)
²⁰⁷Tl	Актиний C	81	126	206,977419(6)	4,77(2) мин	β⁻	²⁰⁷Pb	1/2+	следовые количества^{[прим. 8]}
^207mTl		1348,1(3) кэВ	1,33(11) с	ИП (99,9 %)	²⁰⁷Tl	11/2-
β⁻ (0,1 %)	²⁰⁷Pb
²⁰⁸Tl	Торий C"	81	127	207,9820187(21)	3,053(4) мин	β⁻	²⁰⁸Pb	5+	следовые количества^{[прим. 9]}
²⁰⁹Tl		81	128	208,985359(8)	2,161(7) мин	β⁻	²⁰⁹Pb	1/2+
²¹⁰Tl	Радий C″	81	129	209,990074(12)	1,30(3) мин	β⁻ (99,991 %)	²¹⁰Pb	(5+)#	следовые количества^{[прим. 7]}
β⁻, n (0,009 %)	²⁰⁹Pb
²¹¹Tl		81	130	210,993480(50)	80(16) с	β⁻ (97,8 %)	²¹¹Pb	1/2+
β⁻, n (2,2 %)	²¹⁰Pb
²¹²Tl		81	131	211,998340(220)#	31(8) с	β⁻ (98,2 %)	²¹²Pb	(5+)
β⁻, n (1,8 %)	²¹¹Pb
²¹³Tl		81	132	213,001915(29)	24(4) с	β⁻ (92,4 %)	²¹³Pb	1/2+
β⁻, n (7,6 %)	²¹²Pb
²¹⁴Tl		81	133	214,006940(210)#	11(2) с	β⁻ (66 %)	²¹⁴Pb	5+#
β⁻, n (34 %)	²¹³Pb
²¹⁵Tl		81	134	215,010640(320)#	10(4) с	β⁻ (95,4 %)	²¹⁵Pb	1/2+#
β⁻, n (4,6 %)	²¹⁴Pb
²¹⁶Tl		81	135	216,015800(320)#	6(3) с	β⁻	²¹⁶Pb	5+#
β⁻, n (<11,5 %)	²¹⁵Pb

↑ Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-203: $\text{[math]}$ M_Tl203 = 202,972 342 7(4) а.е.м.^[6]
↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁹⁹Au
↑ Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-204: $\text{[math]}$ M_Tl204 = 203,973 862 01(26) а.е.м.^[6]
↑ Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-205: $\text{[math]}$ M_Tl205 = 204,974 425 9(6) а.е.м.^[6]
↑ Теоретически может претерпевать альфа-распад в ²⁰¹Au
↑ Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-206: $\text{[math]}$ M_Tl206 = 205,976 108 7(7) а.е.м.^[6]
↑ ¹ ² Промежуточный продукт распада урана-238
↑ Промежуточный продукт распада урана-235
↑ Промежуточный продукт распада тория-232

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

↑ ¹ ² ТАЛЛИЙ (БМЭ)
↑ Таллия хлорид, 199TI (Tallii chloridum, 199Tl) (неопр.). Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 13 апреля 2021 года.
↑ Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
↑ ¹ ² Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.
↑ Reich E. S. Mercury serves up a nuclear surprise: a new type of fission (неопр.). Scientific American (2010). Дата обращения: 12 мая 2011. Архивировано 17 декабря 2022 года.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Kromer K. et al., High-precision mass measurement of doubly magic ²⁰⁸Pb, arΧiv:2210.11602.

[7] Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-203: $\text{[math]}$ M_Tl203 = 202,972 342 7(4) а.е.м.^[6]

[8] Теоретически может претерпевать альфа-распад в ¹⁹⁹Au

[9] Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-204: $\text{[math]}$ M_Tl204 = 203,973 862 01(26) а.е.м.^[6]

[10] Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-205: $\text{[math]}$ M_Tl205 = 204,974 425 9(6) а.е.м.^[6]

[11] Теоретически может претерпевать альфа-распад в ²⁰¹Au

[12] Измерения массы свинца-208, опубликованные в 2022 году, улучшают точность массы таллия-206: $\text{[math]}$ M_Tl206 = 205,976 108 7(7) а.е.м.^[6]

[Th-13] ¹ ² Промежуточный продукт распада урана-238

[14] Промежуточный продукт распада урана-235

[15] Промежуточный продукт распада тория-232

[bme-1] ¹ ² ТАЛЛИЙ (БМЭ)

[2] Таллия хлорид, 199TI (Tallii chloridum, 199Tl) (неопр.). Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 13 апреля 2021 года.

[AME2016-3] Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030003-1—030003-442. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.

[Nubase2016-4] ¹ ² Данные приведены по Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.

[5] Reich E. S. Mercury serves up a nuclear surprise: a new type of fission (неопр.). Scientific American (2010). Дата обращения: 12 мая 2011. Архивировано 17 декабря 2022 года.

[kro22-6] ¹ ² ³ ⁴ Kromer K. et al., High-precision mass measurement of doubly magic ²⁰⁸Pb, arΧiv:2210.11602.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[прим. 1]

[прим. 2]

[прим. 3]

[прим. 4]

[прим. 5]

[прим. 6]

[прим. 7]

[прим. 8]

[прим. 9]

[6]