Введение
Это список химических элементов по стабильности их изотопов. Из первых 82 элементов в периодической таблице 80 имеют изотопы, считающиеся стабильными. Технеций и прометий (атомные номера 43 и 61 соответственно) и все элементы с атомным номером более 82 имеют только изотопы, которые, как известно, распадаются посредством радиоактивного распада. Не ожидается, что какие-либо неоткрытые элементы будут стабильными; поэтому свинец считается самым тяжелым стабильным элементом. Однако возможно, что некоторые изотопы, которые в настоящее время считаются стабильными, окажутся распадающимися с чрезвычайно длительным периодом полураспада (как в случае с бисмутом-209). Этот список отражает общепринятое научным сообществом мнение на 2023 год. Только период полураспада теллура-128 больше. Среди химических элементов только один элемент (олово) имеет 10 стабильных изотопов, 5 – по 7 стабильных изотопов, 7 – по 6 стабильных изотопов, 11 – по 5 стабильных изотопов, 9 – по 4 стабильных изотопа, 5 – по 3 стабильных изотопа, 16 – по 2 стабильных изотопа и 26 – по 1 стабильному изотопу. Другой примечательный пример – единственный природный изотоп висмута, висмут-209, который предсказывался нестабильным с очень длительным периодом полураспада, но наблюдается его распад. Благодаря своим большим периодам полураспада такие изотопы все еще встречаются на Земле в различных количествах и вместе со стабильными изотопами называются первичными изотопами. Все первичные изотопы приведены в порядке убывания их распространенности на Земле. Список первичных нуклидов в порядке периода полураспада см. в статье «Список нуклидов». Известно 118 химических элементов. Все элементы до элемента 94 встречаются в природе, а остальные обнаруженные элементы производятся искусственно, причем все их изотопы, как известно, высокорадиоактивны с относительно коротким периодом полураспада (см. ниже). Элементы в этом списке упорядочены по периоду жизни их наиболее стабильного изотопа. Из них три элемента (висмут, торий и уран) являются первичными, поскольку их период полураспада достаточно велик, чтобы их можно было обнаружить на Земле, в то время как все остальные образуются либо в результате радиоактивного распада, либо синтезируются в лабораториях и ядерных реакторах. Только 13 из 38 известных, но нестабильных элементов имеют изотопы с периодом полураспада не менее 100 лет. Все известные изотопы остальных 25 элементов высокорадиоактивны и используются в научных исследованиях, а иногда и в промышленности и медицине. Возможно, некоторые из более тяжелых элементов в периодической таблице имеют еще не открытые изотопы с более длительным сроком жизни, чем указанные здесь. На Земле в природе встречается около 338 нуклидов. Они включают 251 стабильный изотоп и, с добавлением 35 долгоживущих радиоизотопов с периодом полураспада более 100 миллионов лет, в общей сложности 286 первичных нуклидов, как указано выше. Природные нуклиды включают не только 286 первичных, но и около 52 более короткоживущих изотопов (с периодом полураспада менее 100 миллионов лет, слишком коротким, чтобы сохраниться с момента образования Земли), которые являются продуктами распада первичных изотопов (например, радий из урана) или образуются в результате энергичных природных процессов, таких как углерод-14, образующийся из атмосферного азота под воздействием космических лучей.
This is a list of chemical elements by the stability of their isotopes. Of the first 82 elements in the periodic table, 80 have isotopes considered to be stable. Technetium and promethium (atomic numbers 43 and 61, respectively) and all the elements with an atomic number over 82 only have isotopes that are known to decompose through radioactive decay. No undiscovered elements are expected to be stable; therefore, lead is considered the heaviest stable element. However, it is possible that some isotopes that are now considered stable will be revealed to decay with extremely long half lives (as with Bismuth 209). This list depicts what is agreed upon by the consensus of the scientific community as of 2023. only the half life of tellurium 128 is longer. Of the chemical elements, only 1 element (tin) has 10 such stable isotopes, 5 have 7 stable isotopes, 7 have 6 stable isotopes, 11 have 5 stable isotopes, 9 have 4 stable isotopes, 5 have 3 stable isotopes, 16 have 2 stable isotopes, and 26 have 1 stable isotope. Another notable example is the only naturally occurring isotope of bismuth, bismuth 209, which has been predicted to be unstable with a very long half life, but has been observed to decay. Because of their long half lives, such isotopes are still found on Earth in various quantities, and together with the stable isotopes they are called primordial isotopes. All the primordial isotopes are given in order of their decreasing abundance on Earth. For a list of primordial nuclides in order of half life, see List of nuclides. 118 chemical elements are known to exist. All elements to element 94 are found in nature, and the remainder of the discovered elements are artificially produced, with isotopes all known to be highly radioactive with relatively short half lives (see below). The elements in this list are ordered according to the lifetime of their most stable isotope. Of these, three elements (bismuth, thorium, and uranium) are primordial because they have half lives long enough to still be found on the Earth, while all the others are produced either by radioactive decay or are synthesized in laboratories and nuclear reactors. Only 13 of the 38 known but unstable elements have isotopes with a half life of at least 100 years. Every known isotope of the remaining 25 elements is highly radioactive; these are used in academic research and sometimes in industry and medicine. Some of the heavier elements in the periodic table may be revealed to have yet undiscovered isotopes with longer lifetimes than those listed here. About 338 nuclides are found naturally on Earth. These comprise 251 stable isotopes, and with the addition of the 35 long lived radioisotopes with half lives longer than 100 million years, a total of 286 primordial nuclides, as noted above. The nuclides found naturally comprise not only the 286 primordials, but also include about 52 more short lived isotopes (defined by a half life less than 100 million years, too short to have survived from the formation of the Earth) that are daughters of primordial isotopes (such as radium from uranium); or else are made by energetic natural processes, such as carbon 14 made from atmospheric nitrogen by bombardment from cosmic rays.
Элементы по числу первичных изотопов
Четное число протонов или нейтронов более стабильно (обладает более высокой энергией связи) из-за эффектов спаривания, поэтому четно-четные ядра гораздо стабильнее, чем нечетно-нечетные. Одно из следствий этого – небольшое количество стабильных нечетно-нечетных ядер: на самом деле стабильны только пять, а еще четыре имеют период полураспада более миллиарда лет. Другое следствие – предотвращение бета-распада многих четно-четных ядер в другое четно-четное ядро с тем же массовым числом, но с меньшей энергией, поскольку распад, происходящий поэтапно, должен был бы пройти через нечетно-нечетное ядро с более высокой энергией. (Двойной бета-распад непосредственно из четно-четного в четно-четное ядро, минуя нечетно-нечетное, возможен лишь изредка и является процессом, настолько сильно замедленным, что его период полураспада превышает возраст Вселенной более чем в миллиард раз.) Это приводит к большему количеству стабильных четно-четных ядер – до трех для некоторых массовых чисел и до семи для некоторых атомных (протонных) чисел, а также как минимум четыре для всех стабильных элементов с четным Z, расположенных после железа (за исключением стронция и свинца). Поскольку ядро с нечетным числом протонов относительно менее стабильно, элементы с нечетным атомным номером, как правило, имеют меньше стабильных изотопов. Из 26 "моноизотопных" элементов, имеющих только один стабильный изотоп, все, кроме одного, имеют нечетный атомный номер – единственным исключением является бериллий. Кроме того, ни один элемент с нечетным атомным номером не имеет более двух стабильных изотопов, в то время как каждый элемент с четным атомным номером, имеющий стабильные изотопы, за исключением гелия, бериллия и углерода, имеет по крайней мере три. Только один элемент с нечетным атомным номером, калий, имеет три первичных изотопа; ни у одного из них не более трех.
Элементы без первичных изотопов
+Нет первичных изотопов. Самый долгоживущий изотоп > 1 день. Z Элемент t1⁄2 Самый долгоживущий изотоп 94 плутоний 8.08 Плутоний 244 96 кюрий 1.56 Кюрий 247 43 технеций 4.21 Технеций 97 93 нептуний 2.14 Нептуний 237 91 протактиний 32,760 лет Протактиний 231 95 америций 7,370 лет Америций 243 88 радий 1,600 лет Радий 226 97 берклий 1,380 лет Берклий 247 98 калифорний 900 лет Калифорний 251 84 полоний 125 лет Полоний 209 89 актиний 21.772 лет Актиний 227 61 прометий 17.7 лет Прометий 145 99 эйнштейний 1.293 лет Эйнштейний 252100 фермий 100.5 д Фермий 257101 менделевий 51.3 д Менделевий 258 86 радон 3.823 д Радон 222+Нет первичных изотопов. Самый долгоживущий изотоп < 1 день. Z Элемент t1⁄2 Самый долгоживущий изотоп105 дубний 16 ч Дубний 268103 лоуренсий 11 ч Лоуренсий 266 85 астатин 8.1 ч Астатин 210102 нобелий 58 мин Нобелий 259104 ратерфордий 48 мин Ратерфордий 267 87 франций 22 мин Франций 223106 сиборгай 14 мин Сиборгай 269107 борий 2.4 мин Борий 270111 ренгений 1.7 мин Ренгений 282112 коперниций 28 с Коперниций 285108 гассий 16 с Гассий 269110 дармштадтий 12.7 с Дармштадтий 281113 нихоний 9.5 с Нихоний 286109 мейтнерий 4.5 с Мейтнерий 278114 флеровий 1.9 с Флеровий 289115 московий 650 мс Московий 290116 ливерморий 57 мс Ливерморий 293117 теннессин 51 мс Теннессин 294118 оганесон 690 мкс Оганесон 294