La regla de isóbaras de Mattauch , formulada por Josef Mattauch en 1934, establece que si dos elementos adyacentes en la tabla periódica tienen isótopos del mismo número másico , uno de estos isótopos debe ser radiactivo . [1] [2] Dos nucleidos que tienen el mismo número másico ( isóbaros ) pueden ser estables solo si sus números atómicos difieren en más de uno. De hecho, para los nucleidos actualmente observablemente estables , la diferencia solo puede ser de 2 o 4, y en teoría, dos nucleidos que tienen el mismo número másico no pueden ser estables (al menos a la desintegración beta o la desintegración beta doble ), pero no se ha observado que muchos de estos nucleidos que son teóricamente inestables a la desintegración beta doble se desintegren, por ejemplo, 134 Xe . [1] Sin embargo, esta regla no puede hacer predicciones sobre las vidas medias de estos radioisótopos . [1]
Una consecuencia de esta regla es que tanto el tecnecio como el prometio no tienen isótopos estables, ya que cada uno de los elementos vecinos en la tabla periódica ( molibdeno y rutenio , y neodimio y samario , respectivamente) tienen un isótopo beta-estable para cada número másico para el rango en el que los isótopos de los elementos inestables normalmente serían estables a la desintegración beta . (Tenga en cuenta que aunque 147 Sm es inestable, es estable a la desintegración beta; por lo tanto, 147 no es un contraejemplo). [1] [2] Estos rangos se pueden calcular utilizando el modelo de gota líquida (por ejemplo, la estabilidad de los isótopos de tecnecio ), en el que se demuestra que la isobara con el menor exceso de masa o la mayor energía de enlace es estable a la desintegración beta [3] porque la conservación de la energía prohíbe una transición espontánea a un estado menos estable. [4]
Por lo tanto, ningún nucleido estable tiene un número de protones de 43 o 61, y por el mismo razonamiento ningún nucleido estable tiene un número de neutrones de 19, 21, 35, 39, 45, 61, 71, 89, 115 o 123.
Las únicas excepciones conocidas a la regla isobárica de Mattauch son los casos del antimonio-123 y el telurio-123 y del hafnio-180 y el tántalo-180m , donde ambos núcleos son observablemente estables. Se predice que el 123 Te sufriría captura de electrones para formar 123 Sb, pero esta desintegración aún no se ha observado; el 180m Ta debería poder sufrir una transición isomérica a 180 Ta, una desintegración beta a 180 W, una captura de electrones a 180 Hf o una desintegración alfa a 176 Lu, pero no se ha observado ninguno de estos modos de desintegración. [5]
Además, no se ha observado desintegración beta ni en el curio-247 ni en el berkelio-247 , aunque se espera que el primero se desintegre en el segundo. Ambos nucleidos son alfa-inestables.
Como se mencionó anteriormente, la regla de isóbaras de Mattauch no permite realizar predicciones sobre las vidas medias de los isótopos beta inestables. Por lo tanto, hay algunos casos en los que las isóbaras de elementos adyacentes se dan de manera primordial, ya que la vida media de la isóbara inestable es de más de mil millones de años. Esto ocurre para los siguientes números de masa: