Núcleos atómicos pares e impares
Este efecto no solo se observa experimentalmente, sino que se incluye en la fórmula semiempírica de masas y es explicado por algunos otros modelos del núcleo, como el modelo de capas nuclear.
La relación neutrones-protones no es el único factor que afecta a la estabilidad nuclear.
Agregar neutrones a isótopos puede variar sus espines y formas nucleares, provocando diferencias en las propiedades de la sección eficaz de captura neutrónica, la espectroscopía gamma y la resonancia magnética nuclear.
Un efecto es que hay pocos nucleidos impar-impar estables, pero otro efecto es evitar la desintegración beta de muchos núcleos par-par en otro núcleo par-par del mismo número másico pero de menor energía, porque la desintegración avanza paso a paso.
La doble desintegración beta directamente de par-par a par-par que permite omitir un nucleido impar-impar, solo es posible ocasionalmente, e incluso entonces con una semivida mayor que mil millones de veces la edad del universo.
Por ejemplo, la extrema estabilidad del helio-4 debido a un doble emparejamiento de dos protones y dos neutrones impide que cualquier nucleido que contenga cinco u ocho nucleones exista durante el tiempo suficiente como para servir como plataforma para la acumulación de elementos más pesados a través de la fusión nuclear en nucleosíntesis primordial.
Como resultado, muchos de los 41 elementos pares del 2 al 82 tienen distintos isótopos primordiales.
La mitad de estos elementos pares tienen seis o más isótopos estables.
Los primeros cuatro nucleidos "impar-impar" se producen a partir de átomos de baja masa, en los que cambiar un protón por un neutrón o viceversa conduciría a una relación protón-neutrón muy desequilibrada (21H, 63Li, 105B y 147N; espines 1, 1, 3, 1).
Consúltese el artículo dedicado al deuterio para conocer el caso más simple de este comportamiento nuclear.
Para un número de masa impar dado, hay exactamente un nucleido beta estable.
Los nucleidos con números de masa impares son fermiones, es decir, tienen espines semienteros.
Hay 41 elementos impares con Z = 1 a 81, de los cuales 30 (incluido el hidrógeno, considerando que cero es un número par) tienen un isótopo par impar estable, los elementos tecnecio (43Tc) y prometio (61Pm) no tienen isótopos estables; mientras que nueve elementos: cloro (17Cl), potasio (19K), cobre (29Cu), galio (31Ga), bromo (35Br), plata (47Ag), antimonio (51Sb), iridio (77Ir) y talio (81Tl) tienen dos isótopos estables pares e impares cada uno.
También hay cinco isótopos radiactivos pares e impares primordiales de larga vida, 8737Rb,[9] 11549In,[10][11] 18775Re,[12] 15163Eu,[13][14] y 20983Bi.
[15][16] Recientemente se descubrió que los dos últimos sufrían desintegración alfa, con vidas medias superiores a 1018 años.
