Изотопы радона

Изото́пы радо́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента радона с атомным номером 86, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Radon

Все изотопы радона радиоактивны. Наиболее стабильным является изотоп ²²²Rn, являющийся дочерним продуктом распада изотопа радия ²²⁶Ra. Изотоп ²²²Rn претерпевает α-распад с периодом полураспада 3,823 дня.

В химии изотопы радона часто называют эманациями.

Исторические названия некоторых изотопов радонаПравить

Актинон (An), эманация актиния — ²¹⁹Rn.
Торон (Tn), эманация тория (ThEm) — ²²⁰Rn.
Нитон (Nt), позднее Радон (Rn), эманация радия — ²²²Rn (в дальнейшем сам химический элемент был назван радоном^[1]).

Таблица изотопов радонаПравить

В настоящее время известно 39 изотопов радона с массовыми числами от 193 до 231 и периодами полураспада от 0,3 нс до 3,8 сут. Четыре изотопа радона встречаются в природе, входя в природные радиоактивные ряды: ²²²Rn и ²¹⁸Rn входят в ряд ²³⁸U, ²²⁰Rn — в ряд ²³²Th, ²¹⁹Rn — в ряд ²³⁵U. Эти природные изотопы являются дочерними продуктами альфа-распада изотопов радия (за исключением ²¹⁸Rn, возникающего в редкой боковой ветви ряда при бета-распаде ²¹⁸At) и сами в свою очередь испытывают альфа-распад, образуя изотопы полония.

Лёгкие изотопы радона (²⁰⁸Rn — ²¹²Rn) синтезируют в реакциях глубокого расщепления ядер урана или тория частицами (в основном протонами) высокой энергии или по реакциям типа ¹⁹⁷Au(¹⁴N, $\text{[math]}$ xn), где $\text{[math]}$ х — число нейтронов (обычно больше трёх).

Символ нуклида	Историческое название	Z(p)	N(n)	Масса изотопа^[2] (а. е. м.)	Период полураспада^[3] (T_1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра^[3]	Распространённость изотопа в природе
Энергия возбуждения
¹⁹⁵Rn		86	109	195,00544(5)	6 мс			3/2−#
^195mRn		50(50) кэВ	6 мс			13/2+#
¹⁹⁶Rn		86	110	196,002115(16)	4,7(11) мс [4,4(+13−9) мс]	α	¹⁹²Po	0+
β⁺ (редко)	¹⁹⁶At
¹⁹⁷Rn		86	111	197,00158(7)	66(16) мс [65(+23−14) мс]	α	¹⁹³Po	3/2−#
β⁺ (редко)	¹⁹⁷At
^197mRn		200(60)# кэВ	21(5) мс [19(+8−4) мс]	α	¹⁹³Po	(13/2+)
β⁺ (редко)	¹⁹⁷At
¹⁹⁸Rn		86	112	197,998679(14)	65(3) мс	α (99%)	¹⁹⁴Po	0+
β⁺ (1%)	¹⁹⁸At
¹⁹⁹Rn		86	113	198,99837(7)	620(30) мс	α (94%)	¹⁹⁵Po	3/2−#
β⁺ (6%)	¹⁹⁹At
^199mRn		180(70) кэВ	320(20) мс	α (97%)	¹⁹⁵Po	13/2+#
β⁺ (3%)	¹⁹⁹At
²⁰⁰Rn		86	114	199,995699(14)	0,96(3) с	α (98%)	¹⁹⁶Po	0+
β⁺ (2%)	²⁰⁰At
²⁰¹Rn		86	115	200,99563(8)	7,0(4) с	α (80%)	¹⁹⁷Po	(3/2−)
β⁺ (20%)	²⁰¹At
^201mRn		280(90)# кэВ	3,8(1) с	α (90%)	¹⁹⁷Po	(13/2+)
β⁺ (10%)	²⁰¹At
ИП (<1%)	²⁰¹Rn
²⁰²Rn		86	116	201,993263(19)	9,94(18) с	α (85%)	¹⁹⁸Po	0+
β⁺ (15%)	²⁰²At
²⁰³Rn		86	117	202,993387(25)	44,2(16) с	α (66%)	¹⁹⁹Po	(3/2−)
β⁺ (34%)	²⁰³At
^203mRn		363(4) кэВ	26,7(5) с	α (80%)	¹⁹⁹Po	13/2(+)
β⁺ (20%)	²⁰³At
²⁰⁴Rn		86	118	203,991429(16)	1,17(18) мин	α (73%)	²⁰⁰Po	0+
β⁺ (27%)	²⁰⁴At
²⁰⁵Rn		86	119	204,99172(5)	170(4) с	β⁺ (77%)	²⁰⁵At	5/2−
α (23%)	²⁰¹Po
²⁰⁶Rn		86	120	205,990214(16)	5,67(17) мин	α (62%)	²⁰²Po	0+
β⁺ (38%)	²⁰⁶At
²⁰⁷Rn		86	121	206,990734(28)	9,25(17) мин	β⁺ (79%)	²⁰⁷At	5/2−
α (21%)	²⁰³Po
^207mRn		899,0(10) кэВ	181(18) мкс			(13/2+)
²⁰⁸Rn		86	122	207,989642(12)	24,35(14) мин	α (62%)	²⁰⁴Po	0+
β⁺ (38%)	²⁰⁸At
²⁰⁹Rn		86	123	208,990415(21)	28,5(10) мин	β⁺ (83%)	²⁰⁹At	5/2−
α (17%)	²⁰⁵Po
^209m1Rn		1173,98(13) кэВ	13,4(13) мкс			13/2+
^209m2Rn		3636,78(23) кэВ	3,0(3) мкс			(35/2+)
²¹⁰Rn		86	124	209,989696(9)	2,4(1) ч	α (96%)	²⁰⁶Po	0+
β⁺ (4%)	²¹⁰At
^210m1Rn		1690(15) кэВ	644(40) нс			8+#
^210m2Rn		3837(15) кэВ	1,06(5) мкс			(17)−
^210m3Rn		6493(15) кэВ	1,04(7) мкс			(22)+
²¹¹Rn		86	125	210,990601(7)	14,6(2) ч	α (72,6%)	²⁰⁷Po	1/2−
β⁺ (27,4%)	²¹¹At
²¹²Rn		86	126	211,990704(3)	23,9(12) мин	α	²⁰⁸Po	0+
β⁺β⁺ (редко)	²¹²Po
²¹³Rn		86	127	212,993883(6)	19,5(1) мс	α	²⁰⁹Po	(9/2+)
²¹⁴Rn		86	128	213,995363(10)	0,27(2) мкс	α	²¹⁰Po	0+
β⁺β⁺ (редко)	²¹⁴Po
^214mRn		4595,4 кэВ	245(30) нс			(22+)
²¹⁵Rn		86	129	214,998745(8)	2,30(10) мкс	α	²¹¹Po	9/2+
²¹⁶Rn		86	130	216,000274(8)	45(5) мкс	α	²¹²Po	0+
²¹⁷Rn		86	131	217,003928(5)	0,54(5) мс	α	²¹³Po	9/2+
²¹⁸Rn		86	132	218,0056013(25)	35(5) мс	α	²¹⁴Po	0+	следовые количества^{[n 1]}
²¹⁹Rn	Актинон Эманация актиния	86	133	219,0094802(27)	3,96(1) с	α	²¹⁵Po	5/2+	следовые количества^{[n 2]}
²²⁰Rn	Торон Эманация тория	86	134	220,0113940(24)	55,6(1) с	α^{[n 3]}	²¹⁶Po	0+	следовые количества^{[n 4]}
β⁻β⁻ (редко)^{[n 5]}	²²⁰Ra
²²¹Rn		86	135	221,015537(6)	25,7(5) мин	β⁻ (78%)	²²¹Fr	7/2(+)
α (22%)	²¹⁷Po
²²²Rn	Радон Эманация радия Эманация Эманон Нитон	86	136	222,0175777(25)	3,8235(3) сут	α^{[n 6]}	²¹⁸Po	0+	следовые количества^{[n 1]}
²²³Rn		86	137	223,02179(32)#	24,3(4) мин	β⁻	²²³Fr	7/2
²²⁴Rn		86	138	224,02409(32)#	107(3) мин	β⁻	²²⁴Fr	0+
²²⁵Rn		86	139	225,02844(32)#	4,66(4) мин	β⁻	²²⁵Fr	7/2−
²²⁶Rn		86	140	226,03089(43)#	7,4(1) мин	β⁻	²²⁶Fr	0+
²²⁷Rn		86	141	227,03541(45)#	20,8(7) с	β⁻	²²⁷Fr	5/2(+#)
²²⁸Rn		86	142	228,03799(44)#	65(2) с	β⁻	²²⁸Fr	0+
²²⁹Rn^[4]		86	143	229,0426536(141)	12(1) с	β⁻	²²⁹Fr
²³⁰Rn^[5]		86	144			β⁻	²³⁰Fr	0+
²³¹Rn^[6]		86	145			β⁻	²³¹Fr

↑ ¹ ² Промежуточный продукт распада урана-238
↑ Промежуточный продукт распада урана-235
↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ²²⁰Ra
↑ Промежуточный продукт распада тория-232
↑ Двойной бета-распад этого изотопа был теоретически предположен, но этот канал распада не был экспериментально обнаружен.
↑ Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ²²²Ra

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.

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

↑ Радон / Аликберова Л. Ю. // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
↑ ¹ ² Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.
↑ Neidherr, D.; Audi, G.; Beck, D.; Baum, K.; Böhm, Ch.; Breitenfeldt, M.; Cakirli, R. B.; Casten, R. F.; George, S.; Herfurth, F.; Herlert, A.; Kellerbauer, A.; Kowalska, M.; Lunney, D.; Minaya-Ramirez, E.; Naimi, S.; Noah, E.; Penescu, L.; Rosenbusch, M.; Schwarz, S.; Schweikhard, L.; Stora, T. (19 March 2009). “Discovery of ²²⁹Rn and the Structure of the Heaviest Rn and Ra Isotopes from Penning-Trap Mass Measurements”. Physical Review Letters. 102 (11): 112501–1–112501–5. Bibcode:2009PhRvL.102k2501N. DOI:10.1103/PhysRevLett.102,112501. PMID 19392194.
↑ Nudat 2 (неопр.). Дата обращения: 6 февраля 2022. Архивировано 2 августа 2020 года.
↑ [1] Архивная копия от 2 августа 2020 на Wayback Machine"

ЛитератураПравить

Массы изотопов приведены согласно
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties (англ.) // Nuclear Physics : journal. — 2003. — Vol. 729. — P. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Архивировано 23 сентября 2008 года.
Состав атомов изотопов и стандартные атомные массы приведены согласно :
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor. Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry : journal. — 2003. — Vol. 75, no. 6. — P. 683—800. — doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser. Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry : journal. — 2006. — Vol. 78, no. 11. — P. 2051—2066. — doi:10.1351/pac200678112051.
Периоды полураспада, значения спинов и данные об изомерах приведены согласно
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties (англ.) // Nuclear Physics : journal. — 2003. — Vol. 729. — P. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Архивировано 23 сентября 2008 года.
- National Nuclear Data Center. NuDat 2.1 database (неопр.). Brookhaven National Laboratory. Дата обращения: сентябрь 2005. Архивировано 11 мая 2012 года.
- N. E. Holden. Table of the Isotopes // CRC Handbook of Chemistry and Physics (англ.) (рус. (англ.) / D. R. Lide. — 85th. — CRC Press, 2004. — P. Section 11. — ISBN 978-0849304859.

[us-4] ¹ ² Промежуточный продукт распада урана-238

[5] Промежуточный продукт распада урана-235

[6] Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ²²⁰Ra

[7] Промежуточный продукт распада тория-232

[8] Двойной бета-распад этого изотопа был теоретически предположен, но этот канал распада не был экспериментально обнаружен.

[9] Теоретически может претерпевать двойной бета-распад в ²²²Ra

[1] Радон / Аликберова Л. Ю. // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.

[AME2003-2] Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.

[Nubase2003-3] ¹ ² Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.

[229Rn-10] Neidherr, D.; Audi, G.; Beck, D.; Baum, K.; Böhm, Ch.; Breitenfeldt, M.; Cakirli, R. B.; Casten, R. F.; George, S.; Herfurth, F.; Herlert, A.; Kellerbauer, A.; Kowalska, M.; Lunney, D.; Minaya-Ramirez, E.; Naimi, S.; Noah, E.; Penescu, L.; Rosenbusch, M.; Schwarz, S.; Schweikhard, L.; Stora, T. (19 March 2009). “Discovery of ²²⁹Rn and the Structure of the Heaviest Rn and Ra Isotopes from Penning-Trap Mass Measurements”. Physical Review Letters. 102 (11): 112501–1–112501–5. Bibcode:2009PhRvL.102k2501N. DOI:10.1103/PhysRevLett.102,112501. PMID 19392194.

[11] Nudat 2 (неопр.). Дата обращения: 6 февраля 2022. Архивировано 2 августа 2020 года.

[12] [1] Архивная копия от 2 августа 2020 на Wayback Machine"

[1]

[2]

[3]

[n 1]

[n 2]

[n 3]

[n 4]

[n 5]

[n 6]

[4]

[5]

[6]