Правило изобары Маттауха - Mattauch isobar rule

В Правило изобары Маттауха, сформулированный Йозеф Маттаух в 1934 г. гласит, что если два соседних элементы на периодическая таблица имеют изотопы того же самого массовое число, один из них изотопы должно быть радиоактивный.[1][2] Два нуклиды имеющие одинаковое массовое число (изобары ) оба могут быть стабильными, только если их атомные номера отличаются более чем на один. Фактически, на данный момент наблюдательно стабильный нуклидов разница может быть только 2 или 4, а по идее два нуклиды имеющие одинаковое массовое число, не могут быть одновременно стабильными (по крайней мере, бета-распад или двойной бета-распад ), но многие такие нуклиды, которые теоретически неустойчивы к двойному бета-распаду, не наблюдались распада, например 134Xe.[1] Однако это правило не может делать прогнозов на период полураспада из этих радиоизотопы.[1]

Технеций и прометий

Следствием этого правила является то, что технеций и прометий оба не имеют стабильных изотопов, поскольку каждый из соседних элементов периодической таблицы (молибден и рутений, и неодим и самарий соответственно) имеют бета-стабильный изотоп для каждого массового числа для диапазона, в котором изотопы нестабильных элементов обычно будут устойчивы к бета-распад. (Обратите внимание, что хотя 147Sm нестабилен, он устойчив к бета-распаду; таким образом, 147 не является контрпримером).[1][2] Эти диапазоны можно рассчитать с помощью модель капли жидкости (например, стабильность изотопов технеция ), в которой изобара с наименьшим избыток массы или самый большой энергия связи показано, что он устойчив к бета-распаду[3] потому что энергосбережение запрещает спонтанный переход в менее стабильное состояние.[4]

Таким образом, стабильные нуклиды не имеют число протонов 43 или 61, и по тем же соображениям ни один стабильный нуклид не имеет число нейтронов 19, 21, 35, 39, 45, 61, 71, 89, 115 или 123.

Исключения

Единственные известные исключения из правила изобар Маттауха - это случаи сурьма-123 и теллур-123 и из гафний-180 и тантал-180м, где оба ядра стабильны по наблюдениям. Прогнозируется, что 123Те претерпят захват электронов формировать 123Sb, но этого распада пока не наблюдалось; 180 мТа должен уметь терпеть изомерный переход к 180Та, бета-распад к 180W, захват электрона на 180Hf, или альфа-распад к 176Lu, но ни один из этих режимов распада не наблюдался.[5]

использованная литература

  1. ^ а б c d Тиссен, Питер; Биннеманс, Коэн; Шинохара, Хисанори; Сайто, Яхати; Гулай, Любомир Д .; Дашкевич, Марек; Ян, Чун-Хуа; Янь, Чжэн-Гуань; Ду, Я-Пин (2011). Gschneider, Karl A., Jr .; Бюнзли, Жан-Клод; Печарский, Виталий К. (ред.). Справочник по физике и химии редких земель. Амстердам, Нидерланды: Эльзевир. п. 66. ISBN  978-0-444-53590-0. Получено 14 января, 2012.
  2. ^ а б Холлеман, Арнольд Фредерик; Виберг, Эгон (2001), Виберг, Нильс (ред.), Неорганическая химия, переведенный Иглсоном, Мэри; Брюэр, Уильям, Сан-Диего / Берлин: Academic Press / De Gruyter, p. 84, ISBN  0-12-352651-5
  3. ^ Wang, M .; Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Huang, W. J .; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030003-1–030003-442. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
  4. ^ К.С. Крейн (1988). Введение в ядерную физику. Джон Уайли и сыновья. п.381. ISBN  978-0-471-80553-3.
  5. ^ Сонзони, Алехандро. «Интерактивная карта нуклидов». Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория. Получено 27 ноября 2012.