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Isótopos del berilio

El berilio ( 4Be ) tiene 11 isótopos conocidos y 3 isómeros conocidos , pero solo uno de estos isótopos (9
Ser
) es estable y un nucleido primordial . Como tal, el berilio se considera un elemento monoisotópico . También es un elemento mononucleídico , porque sus otros isótopos tienen vidas medias tan cortas que ninguno es primordial y su abundancia es muy baja ( el peso atómico estándar es9.012 1831 (5) ). El berilio es único por ser el único elemento monoisotópico con un número par de protones y un número impar de neutrones. Hay otros 25 elementos monoisotópicos, pero todos tienen números atómicos impares y un número par de neutrones.

De los 10 radioisótopos del berilio, los más estables son10
Ser
con una vida media de1.387(12) millones de años [nb 1] y7
Ser
con una vida media de53.22(6) d . Todos los demás radioisótopos tienen vidas medias inferiores15 s , la mayoría por debajo30 milisegundos . El isótopo menos estable es16
Ser
, con una vida media de650(130) yoctosegundos .

La relación neutrón-protón de 1:1 observada en los isótopos estables de muchos elementos ligeros (hasta el oxígeno y en elementos con número atómico par hasta el calcio ) se ve impedida en el berilio por la extrema inestabilidad de8Serhacia la desintegración alfa , que se ve favorecida debido a la unión extremadamente fuerte de4Élnúcleos. La vida media de la desintegración de8
Ser
es solo81,9(3,7) attosegundos .

El berilio no puede tener un isótopo estable con 4 protones y 6 neutrones debido a la relación neutrón-protón tan desequilibrada que existe en un elemento tan ligero. Sin embargo, este isótopo,10
Ser
, tiene una vida media de1,387(12) millones de años, [nb 1] lo que indica una estabilidad inusual para un isótopo ligero con un desequilibrio tan grande entre neutrones y protones. Otros posibles isótopos de berilio tienen desajustes aún más graves en el número de neutrones y protones y, por lo tanto, son aún menos estables.

Mayoría9
Ser
Se cree que el átomo de hidrógeno del universo se formó por nucleosíntesis de rayos cósmicos a partir de la espalación de rayos cósmicos en el período comprendido entre el Big Bang y la formación del Sistema Solar. Los isótopos7
Ser
, con una vida media de53.22(6) d , y10
Ser
Ambos son nucleidos cosmogénicos porque se forman en una escala de tiempo reciente en el Sistema Solar por espalación, [4] como14do.

Lista de isótopos

  1. ^ m Be – Isómero nuclear excitado .
  2. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  3. ^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
  4. ^ Modos de descomposición:
  5. ^ Símbolo en negrita como hija: el producto hija es estable.
  6. ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
  7. ^ Este isótopo aún no ha sido observado; los datos proporcionados se infieren o estiman a partir de tendencias periódicas.
  8. ^ abc El modo de desintegración mostrado está permitido energéticamente, pero no se ha observado experimentalmente que ocurra en este nucleido.
  9. ^ Producido en la nucleosíntesis del Big Bang , pero no primordial, ya que todo se descompuso rápidamente a 7 Li
  10. ^ ab nucleido cosmogénico
  11. ^ Producto intermedio del proceso triple alfa en la nucleosíntesis estelar como parte del camino hacia la producción de 12 C
  12. ^ También se considera a menudo fisión espontánea , ya que8
    Ser
    se divide en dos iguales4
    Él
    núcleos
  13. ^ Tiene 1 neutrón de halo
  14. ^ Tiene 4 neutrones de halo

Berilio-7

El berilio-7 es un isótopo con una vida media de 53,3 días que se genera de forma natural como un nucleido cosmogénico. [4] La velocidad a la que se forma el berilio-7 de vida corta7
Ser
La transferencia de calor del aire al suelo está controlada en parte por el clima.7
Ser
La desintegración en el Sol es una de las fuentes de neutrinos solares y el primer tipo detectado mediante el experimento de Homestake . Presencia de7
Ser
En los sedimentos se utiliza a menudo para establecer que son frescos, es decir, de menos de 3 a 4 meses de edad, o aproximadamente dos vidas medias de7
Ser
. [6]

La tasa de entrega de7
Ser
Del aire a la tierra en Japón [6]

Berilio-10

Gráfico que muestra las variaciones en la actividad solar, incluida la variación en la concentración de 10 Be, que varía inversamente con la actividad solar. (Tenga en cuenta que la escala de berilio está invertida, por lo que los aumentos en esta escala indican niveles más bajos de berilio-10).

El berilio-10 tiene una vida media de1,39 × 10 6  y , y se desintegra por desintegración beta en boro-10 estable con una energía máxima de 556,2 keV. [7] [8] Se forma en la atmósfera de la Tierra principalmente por espalación de rayos cósmicos de nitrógeno y oxígeno. [9] [10] [11] 10 Be y su producto hijo se han utilizado para examinar la erosión del suelo , la formación del suelo a partir del regolito , el desarrollo de suelos lateríticos y la edad de los núcleos de hielo . [12] 10 Be es un isótopo significativo utilizado como medida de datos proxy para nucleidos cosmogénicos para caracterizar atributos solares y extrasolares del pasado a partir de muestras terrestres. [13]

Cadenas de desintegración

La mayoría de los isótopos de berilio dentro de las líneas de goteo de protones y neutrones se desintegran mediante desintegración beta y/o una combinación de desintegración beta y desintegración alfa o emisión de neutrones. Sin embargo,7
Ser
se desintegra únicamente por captura de electrones , un fenómeno al que se puede atribuir su vida media inusualmente larga. Cabe destacar que su vida media se puede reducir artificialmente en un 0,83 % mediante un encierro endoédrico ( 7 Be@C 60 ). [14] También es anómalo8
Ser
, que se desintegra mediante desintegración alfa en4
Él
Esta desintegración alfa se considera a menudo fisión, lo que podría explicar su vida media extremadamente corta.

Notas

  1. ^ abc Tenga en cuenta que NUBASE2020 utiliza el año tropical para convertir entre años y otras unidades de tiempo, no el año gregoriano . La relación entre años y otras unidades de tiempo en NUBASE2020 es la siguiente: 1 y = 365,2422 d = 31 556 926 s

Referencias

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  2. ^ "Pesos atómicos estándar: berilio". CIAAW . 2013.
  3. ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 de mayo de 2022). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico de la IUPAC)". Química pura y aplicada . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  4. ^ ab Mishra, Ritesh Kumar; Marhas, Kuljeet Kaur (25 de marzo de 2019). "Evidencia meteorítica de una superllamarada tardía como fuente de 7 Be en el Sistema Solar temprano". Nature Astronomy . 3 (6): 498–505. Bibcode :2019NatAs...3..498M. doi :10.1038/s41550-019-0716-0. ISSN  2397-3366. S2CID  126552874.
  5. ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
  6. ^ ab Yamamoto, Masayoshi; Sakaguchi, Aya; Sasaki, Keiichi; Hirose, Katsumi; Igarashi, Yasuhito; Kim, Chang Kyu (enero de 2006). "Variación estacional y espacial de la deposición atmosférica de 210Pb y 7Be: características de la costa del Mar de Japón". Journal of Environmental Radioactivity . 86 (1): 110–131. doi :10.1016/j.jenvrad.2005.08.001. PMID  16181712.
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  13. ^ Paleari, Chiara I.; F. Mekhaldi; F. Adolphi; M. Christl; C. Vockenhuber; P. Gautschi; J. Beer; N. Brehm; T. Erhardt; H.-A. Synal; L. Wacker; F. Wilhelms; R. Muscheler (2022). "Los radionucleidos cosmogénicos revelan una tormenta de partículas solares extrema cerca de un mínimo solar de 9125 años antes del presente". Nat. Commun . 13 (214): 214. Bibcode :2022NatCo..13..214P. doi : 10.1038/s41467-021-27891-4 . PMC 8752676 . PMID  35017519. 
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