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Isótopo estable

Un isótopo estable es un nucleido que no es radiactivo (a diferencia de los radionucleidos), por lo que no experimenta de forma espontánea decaimiento radiactivo.

Gráfica de nucleidos (isótopos) por tipo de Decaimiento:
Los nucleidos en color naranja y en color azul son inestables, con los cuadrados negros entre estas regiones representando isótopos estables. La línea continua que pasa por debajo de muchos de los nucleidos representa la posición teórica en el gráfico de nucleidos para la que el número de protones es el mismo que el número de neutrones. El gráfico muestra que los elementos con más de 20 protones deben de tener más neutrones que protones para ser estables.

Un elemento químico tiene uno o varios isótopos, de los cuales todos, algunos, o ninguno, pueden ser isótopos estables. Los isótopos que no son estables (radioisótopos), a diferencia de los estables, se desintegran para dar lugar a otros nucleidos emitiendo partículas o radiación electromagnética.

Índice

Se conocen unos 2500 nucleidos, de los cuales son estables menos de 300. La representación del número de neutrones (N) frente al número de protones (número atómico, Z) indicándose los isótopos estables se denomina carta de Segrè (diseñada por el físico Emilio Segrè).

Por ejemplo, el tecnecio no tiene ningún isótopo estable, mientras que el estaño tiene diez isótopos estables.

La región de estabilidad definida por esta gráfica es estrecha, cumpliéndose que para números de masa (A) pequeños el número de protones y de neutrones es similar, mientras que conforme aumenta A, la relación N/Z también aumenta (hasta un valor de aproximadamente 1,6).

Los nucleidos que están a la derecha de esta franja de estabilidad tienen demasiados protones para los neutrones que poseen, por lo que los núcleos se rompen por repulsión.

Los nucleidos que están a la izquierda tienen demasiados neutrones para los protones que poseen, produciéndose entonces un proceso de decaimiento que convierte neutrones en protones.

Se verifica que para Z=43, Z=61 o Z≥83 no hay ningún nucleido estable.

La fuerza nuclear fuerte es la encargada de mantener unido el núcleo atómico, a pesar de que la fuerza electromagnética haga que los elementos con el mismo signo de carga eléctrica (los protones, que tienen todos una carga positiva) se repelan. Sin embargo, la fuerza nuclear fuerte tiene un radio de acción muy pequeño, lo que explica que no se encuentren núcleos estables para Z≥83, ya que, al aumentar el número de protones, aumenta el tamaño del núcleo, por lo que la fuerza nuclear fuerte se ve sobrepasada por la fuerza electromagnética, que logra llegar a expulsar algún protón.

Artículo principal: Análisis isotópico

Los isótopos estables se emplean en:

La mayor parte de los nucleidos presentes en la naturaleza son estables (actualmente 254; véase la lista al final de este artículo). También son conocidos alrededor de otros 34 nucleidos más que son radiactivos con una vida media (también conocida) lo suficientemente larga como para estar también presentes en la naturaleza (hasta completar un total de 288 nucleidos "naturales"). Si la vida media de un nucleido es comparable o mayor que la edad de la Tierra (4 500 millones de años), una cantidad significativa habrá sobrevivido desde la formación del Sistema Solar, por lo que se denomina nucleido primordial, contribuyendo de ese modo a la composición isotópica natural de cada elemento químico. Radioisótopos presentes primordialmente se detectan fácilmente con vidas medias del orden de 700 millones de años (como por ejemplo el 235U), aunque algunos isótopos primordiales se han detectado con vidas medias tan cortas en términos relativos como 80 millones de años (por ejemplo, el 244Pu). Sin embargo, este es el límite actual de detección (el nucleido con la siguiente vida media más corta (niobio-92 con una vida media de 34,7 millones de años, aún no ha sido detectado en la naturaleza).

Muchos radioisótopos de origen natural (unos 51, para un total de alrededor de 339) presentan vidas medias inferiores a 80 millones de años, pero son generados en la actualidad como productos de los procesos de desintegración de nucleidos primordiales (por ejemplo, el radio a partir del uranio) o de reacciones energéticas en curso, como los nucleidos cosmogénicos producidos por el bombardeo de rayos cósmicos sobre los elementos presentes en la Tierra (por ejemplo, el carbono-14 generado a partir del nitrógeno).

Algunos isótopos que se clasifican como estables (es decir, en los que no se ha observado ningún tipo de radiactividad) se predice que tienen vidas medias muy largas (a veces, tan elevadas como 1018 años o más). Si la vida media predicha cae en un rango experimentalmente accesible, tales isótopos pueden pasar de la lista de isótopo estables a la categoría radiactivos, una vez que se observa su actividad. Por ejemplo, el bismuto-209 y el tungsteno-180 fueron previamente consideradas como estables, pero en (2003) se detectó que presentaban actividad en partículas alfa. Sin embargo, los nucleidos no cambian su condición de primordiales cuando eventualmente se detecta que son radiactivos.

Se cree que los isótopos más estables presentes en la Tierra se formaron en procesos de nucleosíntesis, ya sea en el Big Bang, o en generaciones de estrellas que precedieron a la formación del Sistema Solar. Sin embargo, algunos isótopos estables también muestran variaciones de abundancia en la tierra como resultado de la desintegración de nucleidos radiactivos de larga vida. Estos subproductos del decaimiento radiactivo se denominan isótopos radiogénicos, con el fin de distinguirlos del grupo mucho mayor de isótopos 'no radiogénicos'.

La denominada isla de estabilidad revela un buen número de átomos de larga vida o incluso estables que son más pesados (y con más protones) que el plomo.

De los elementos químicos conocidos, 80 tienen al menos un nucleido estable. Estos comprenden los primeros 82 elementos desde el hidrógeno al plomo, con dos excepciones, el tecnecio (elemento 43) y prometio (elemento 61), que no tienen ningún isótopo estable. Con fecha de diciembre de 2011, había un total de 254 nucleidos "estables" conocidos. En esta definición, que un nucleido es "estable" significa que nunca se ha observado su decaimiento radiactivo en el contexto natural. Por lo tanto, estos elementos tienen vidas medias demasiado largas como para ser medidas por cualquier medio, sea directo o indirecto.

Los isótopos estables son:

  • 1 elemento (estaño) tiene 10 isótopos estables
  • 1 elemento (xenón) tiene 8 isótopos estables
  • 4 elementos tienen 7 isótopos estables cada uno
  • 8 elementos tienen 6 isótopos estables cada uno
  • 10 elementos tienen 5 isótopos estables cada uno
  • 9 elementos tienen 4 isótopos estables cada uno
  • 5 elementos tienen 3 isótopos estables cada uno
  • 16 elementos tienen 2 isótopos estables cada uno
  • 26 elementos tienen 1 solo isótopo estable cada uno

Estos últimos 26 por lo tanto son denominados elementos monoisotópicos.​ El número de isótopos estables para los elementos que tienen al menos un isótopo estable representa una media de 254/80 = 3,2, es decir, una media de aproximadamente tres isótopos estables por cada elemento estable.

"Números mágicos" y dotaciones pares e impares de protones y de neutrones

La estabilidad de los isótopos se ve afectada por la relación entre el número de protones de neutrones de cada núcleo, y también por la presencia de ciertos "números mágicos" de neutrones o protones que representan contornos cerrados y completos desde el punto de vista cuántico. Estas capas cuánticas corresponden a un conjunto de niveles de energía dentro del modelo de capas del núcleo completas; como la capa completa de 50 protones para el estaño, que confiere una estabilidad inusual a este nucleido. Como en el caso del estaño, si el número atómico Z de un elemento coincide con un número mágico, entonces su número de isótopos estables tiende a aumentar.

Al igual que en el caso de los electrones, que tienen el estado de energía más bajo cuando se producen en pares en un determinado orbitales, los nucleones (tanto protones como neutrones) muestran un estado de energía más baja cuando su número es par en lugar de impar. Esta estabilidad tiende a impedir la desintegración beta (en dos etapas) de muchos nucleidos par-par en otro nucleido par-par de la misma masa, pero de menor energía (y por supuesto con dos protones más y dos neutrones menos), porque un procedimiento de descomposición de un solo paso tendría que pasar a través de un nucleido impar, con un pico de energía más alto. Esto lleva a un mayor número de nucleidos par-par estables, hasta tres para algunos números de masa, y hasta siete para algunos números atómicos (protones).

Por el contrario, de los 254 isótopos estables conocidos, solo cinco tienen un número impar de protones y un número impar de neutrones: hidrógeno-2 (deuterio), litio-6, boro-10, nitrógeno-14, y tántalo-180m. Además, solo cuatro nucleidos radiactivos impar-impar de origen natural tienen una vida media de más de mil millones de años: potasio-40, vanadio-50, lantano-138, y lutecio-176. Los nucleidos primordiales impar-impar son raros porque los núcleos impar-impar son muy inestables con respecto a la desintegración beta, debido a que los subproductos de desintegración resultantes son par-par, y por lo tanto están más fuertemente ligados debido a efectos de pareado nuclear.

Sin embargo, otro efecto de la inestabilidad de un número impar de cualquiera de los tipos de nucleones, es que los elementos impares tienden a tener menos isótopos estables. De los 26 elementos monoisotópicos (es decir, que solo tienen un único isótopo estable), todos menos uno tienen un número atómico impar (la única excepción a ambas reglas es el berilio). Todos estos elementos también tienen un número par de neutrones, con la única excepción que es de nuevo el berilio.

Isómeros nucleares, incluyendo uno "metaestable"

El recuento de los 254 nucleidos estables conocidos incluye el tantalio-180m, ya que a pesar del proceso de desintegración y la inestabilidad que implican de forma automática su condición de "metaestable", estos fenómenos aún no se han podido observar. Todos los isótopos "estables" (estables por observación, no en teoría) son los estados fundamentales de los núcleos, con la excepción de tantalio-180m, que es un isómero nuclear o estado excitado. El estado fundamental de este núcleo en particular (el Ta-180) es radiactivo, con una vida media relativamente corta de 8 horas. En contraste, la descomposición del isómero nuclear excitado es extremadamente improbable debido a las reglas de selección de spin-paridad. Se ha informado mediante observación directa de manera experimental que la vida media del 180mTa por radiación gamma debe ser superior a 1015 años. Tampoco se han observado nunca otros modos posibles de desintegración del 180mTa (decaimiento beta, captura de electrones y desintegración alfa).

Véase también: Lista de nucleidos
Energía de unión por nucleón de los isótopos comunes.

Se espera que una cierta mejora continua de la sensibilidad de los experimentos permitirá descubrir la presencia de signos de radiactividad muy leves (inestabilidad) de algunos isótopos que son considerados estables en la actualidad. Un ejemplo de un descubrimiento reciente: no fue hasta el año 2003 cuando se demostró que el bismuto-209 (el único isótopo de origen natural del bismuto) es muy ligeramente radiactivo.​ Antes de este descubrimiento, había predicciones teóricas de física nuclear según las que el bismuto-209 debería decaer muy lentamente por la emisión de partículas alfa. Estos cálculos fueron confirmados por las observaciones experimentales realizadas en el año 2003.

Esta es una tabla resumen de la lista de nucleidos. Téngase en cuenta que los números no son exactos y pueden variar ligeramente en el futuro, debido a que se efectúen nuevas detecciones de radiactividad en más nucleidos, o a que determinadas vidas medias se determinen con mayor precisión.

Tipo de nucleidos por clase de estabilidad Número de nucleidos de cada clase Total acumulado de nucleidos en todas las clases Notas
Teóricamente estables a todos los modos de decaimiento, aunque con posibilidad de decaimiento protónico.[cita requerida] 90 90 Incluye los primeros 40 elementos. Decaimiento de protones todavía no observado.
Energéticamente inestables para uno o más modos de decaimiento conocidos,[cita requerida] pero con decaimiento todavía no observado. Considerados estables hasta que se confirme su radiactividad. 164 254 Fisión espontánea posible para nucleidos "estables" > niobio-93. Otros mecanismos posibles para nucleidos más pesados. El total son los nucleidos estables observados.
Nucleidos primordiales radiactivos. 34 288 Incluidos Bi, U, Th, Pu.
Nucleidos no primordiales radiactivos, pero presentes naturalmente en la Tierra. ~ 51 ~ 339 Nucleidos cosmogénicos producidos por los rayos cósmicos; o subproductos de elementos radiactivos primordiales como el francio, etc.

A continuación figura una Tabla Periódica con el número de isótopos estables de cada elemento:

H
2
He
2
Li
2
Be
1
B
2
C
2
N
2
O
3
F
1
Ne
3
Na
1
Mg
3
Al
1
Si
3
P
1
S
4
Cl
2
Ar
3
K
2
Ca
5
Sc
1
Ti
5
V
1
Cr
4
Mn
1
Fe
4
Co
1
Ni
5
Cu
2
Zn
5
Ga
2
Ge
4
As
1
Se
5
Br
2
Kr
6
Rb
1
Sr
4
Y
1
Zr
4
Nb
1
Mo
6
Tc Ru
7
Rh
1
Pd
6
Ag
2
Cd
6
In
1
Sn
10
Sb
2
Te
6
I
1
Xe
8
Cs
1
Ba
6
*
Hf
5
Ta
2
W
4
Re
1
Os
6
Ir
2
Pt
5
Au
1
Hg
7
Tl
2
Pb
4
Bi Po At Rn
Fr Ra **
Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
*
La
1
Ce
4
Pr
1
Nd
5
Pm Sm
5
Eu
1
Gd
6
Tb
1
Dy
7
Ho
1
Er
6
Tm
1
Yb
7
Lu
1
**
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr


  1. Hidrógeno-1 (protio)
  2. Hidrógeno-2 (deuterio)
  3. Helio-3 (tritio)
  1. Helio-4
    Sin número de masa 5
  2. Litio-6
  3. Litio-7
    Sin número de masa 8
  4. Berilio-9
  5. Boro-10
  6. Boro-11
  7. Carbono-12
  8. Carbono-13
  9. Nitrógeno-14
  10. Nitrógeno-15
  11. Oxígeno-16
  12. Oxígeno-17
  13. Oxígeno-18
  14. Flúor-19
  15. Neón-20
  16. Neón-21
  17. Neón-22
  18. Sodio-23
  19. Magnesio-24
  20. Magnesio-25
  21. Magnesio-26
  22. Aluminio-27
  23. Silicio-28
  24. Silicio-29
  25. Silicio-30
  26. Fósforo-31
  27. Azufre-32
  28. Azufre-33
  29. Azufre-34
  30. Azufre-36
  31. Cloro-35
  32. Cloro-37
  33. Argón-36 (2E)
  34. Argón-38
  35. Argón-40
  36. Potasio-39
  37. Potasio-41
  38. Calcio-40 (2E)
  39. Calcio-42
  40. Calcio-43
  41. Calcio-44
  42. Calcio-46 (2B)
  43. Escandio-45
  44. Titanio-46
  45. Titanio-47
  46. Titanio-48
  47. Titanio-49
  48. Titanio-50
  49. Vanadio-51
  50. Cromo-50 (2E)
  51. Cromo-52
  52. Cromo-53
  53. Cromo-54
  54. Manganeso-55
  55. Hierro-54 (2E)
  56. Hierro-56
  57. Hierro-57
  58. Hierro-58
  59. Cobalto-59
  60. Níquel-58 (2E)
  61. Níquel-60
  62. Níquel-61
  63. Níquel-62
  64. Níquel-64
  65. Cobre-63
  66. Cobre-65
  67. Zinc-64 (2E)
  68. Zinc-66
  69. Zinc-67
  70. Zinc-68
  71. Zinc-70 (2B)
  72. Galio-69
  73. Galio-71
  74. Germanio-70
  75. Germanio-72
  76. Germanio-73
  77. Germanio-74
  78. Arsénico-75
  79. Selenio-74 (2E)
  80. Selenio-76
  81. Selenio-77
  82. Selenio-78
  83. Selenio-80 (2B)
  84. Bromo-79
  85. Bromo-81
  86. Kriptón-78 (2E)
  87. Kriptón-80
  88. Kriptón-82
  89. Kriptón-83
  90. Kriptón-84
  91. Kriptón-86 (2B)
  92. Rubidio-85
  93. Estroncio-84 (2E)
  94. Estroncio-86
  95. Estroncio-87
  96. Estroncio-88
  97. Itrio-89
  98. Circonio-90
  99. Circonio-91
  100. Circonio-92
  101. Circonio-94 (2B)
  102. Niobio-93 (SF)
  103. Molibdeno-92 (2E)
  104. Molibdeno-94 (SF)
  105. Molibdeno-95 (SF)
  106. Molibdeno-96 (SF)
  107. Molibdeno-97 (SF)
  108. Molibdeno-98 (2B)
    Tecnecio - No hay isótopos estables
  109. Rutenio-96 (2E)
  110. Rutenio-98 (SF)
  111. Rutenio-99 (SF)
  112. Rutenio-100 (SF)
  113. Rutenio-101 (SF)
  114. Rutenio-102 (SF)
  115. Rutenio-104 (2B)
  116. Rodio-103 (SF)
  117. Paladio-102 (2E)
  118. Paladio-104 (SF)
  119. Paladio-105 (SF)
  120. Paladio-106 (SF)
  121. Paladio-108 (SF)
  122. Paladio-110 (2B)
  123. Plata-107 (SF)
  124. Plata-109 (SF)
  125. Cadmio-106 (2E)
  126. Cadmio-108 (2E)
  127. Cadmio-110 (SF)
  128. Cadmio-111 (SF)
  129. Cadmio-112 (SF)
  130. Cadmio-114 (2B)
  131. Indio-113 (SF)
  132. Estaño-112 (2E)
  133. Estaño-114 (SF)
  134. Estaño-115 (SF)
  135. Estaño-116 (SF)
  136. Estaño-117 (SF)
  137. Estaño-118 (SF)
  138. Estaño-119 (SF)
  139. Estaño-120 (SF)
  140. Estaño-122 (2B)
  141. Estaño-124 (2B)
  142. Antimonio-121 (SF)
  143. Antimonio-123 (SF)
  144. Telurio-120 (2E)
  145. Telurio-122 (SF)
  146. Telurio-123 (E)
  147. Telurio-124 (SF)
  148. Telurio-125 (SF)
  149. Telurio-126 (SF)
  150. Yodo-127 (SF)
  151. Xenón-124 (2E)
  152. Xenón-126 (2E)
  153. Xenón-128 (SF)
  154. Xenón-129 (SF)
  155. Xenón-130 (SF)
  156. Xenón-131 (SF)
  157. Xenón-132 (SF)
  158. Xenón-134 (2B)
  159. Cesio-133 (SF)
  160. Bario-132 (2E)
  161. Bario-134 (SF)
  162. Bario-135 (SF)
  163. Bario-136 (SF)
  164. Bario-137 (SF)
  165. Bario-138 (SF)
  166. Lantano-139 (SF)
  167. Cerio-136 (2E)
  168. Cerio-138 (2E)
  169. Cerio-140 (SF)
  170. Cerio-142 (A, 2B)
  171. Praseodimio-141 (SF)
  172. Neodimio-142 (SF)
  173. Neodimio-143 (A)
  174. Neodimio-145 (A)
  175. Neodimio-146 (A, 2B)
  176. Neodimio-148 (A, 2B)
    Prometio - No hay isótopos estables
  177. Samario-144 (2E)
    Sin número de masa 147
  178. Samario-149 (A)
  179. Samario-150 (A)
  180. Samario-152 (A)
  181. Samario-154 (2B)
    Sin número de masa 151
  182. Europio-153 (A)
  183. Gadolinio-154 (A)
  184. Gadolinio-155 (A)
  185. Gadolinio-156 (SF)
  186. Gadolinio-157 (SF)
  187. Gadolinio-158 (SF)
  188. Gadolinio-160 (2B)
  189. Terbio-159 (SF)
  190. Disprosio-156 (A, 2E)
  191. Disprosio-158 (A, 2E)
  192. Disprosio-160 (A)
  193. Disprosio-161 (A)
  194. Disprosio-162 (A)
  195. Disprosio-163 (SF)
  196. Disprosio-164 (SF)
  197. Holmio-165 (A)
  198. Erbio-162 (A, 2E)
  199. Erbio-164 (A, 2E)
  200. Erbio-166 (A)
  201. Erbio-167 (A)
  202. Erbio-168 (A)
  203. Erbio-170 (A, 2B)
  204. Tulio-169 (A)
  205. Iterbio-168 (A, 2E)
  206. Iterbio-170 (A)
  207. Iterbio-171 (A)
  208. Iterbio-172 (A)
  209. Iterbio-173 (A)
  210. Iterbio-174 (A)
  211. Iterbio-176 (A, 2B)
  212. Lutecio-175 (A)
  213. Hafnio-176 (A)
  214. Hafnio-177 (A)
  215. Hafnio-178 (A)
  216. Hafnio-179 (A)
  217. Hafnio-180 (A)
  218. Tantalio-180m (A, B, E, IT) *
  219. Tantalio-181 (A)
  220. Wolframio-182 (A)
  221. Wolframio-183 (A)
  222. Wolframio-184 (A)
  223. Wolframio-186 (A, 2B)
  224. Renio-185 (A)
  225. Osmio-184 (A, 2E)
  226. Osmio-187 (A)
  227. Osmio-188 (A)
  228. Osmio-189 (A)
  229. Osmio-190 (A)
  230. Osmio-192 (A, 2B)
  231. Iridio-191 (A)
  232. Iridio-193 (A)
  233. Platino-192 (A)
  234. Platino-194 (A)
  235. Platino-195 (A)
  236. Platino-196 (A)
  237. Platino-198 (A, 2B)
  238. Oro-197 (A)
  239. Mercurio-196 (A, 2E)
  240. Mercurio-198 (A)
  241. Mercurio-199 (A)
  242. Mercurio-200 (A)
  243. Mercurio-201 (A)
  244. Mercurio-202 (A)
  245. Mercurio-204 (A, 2B)
  246. Talio-203 (A)
  247. Talio-205 (A)
  248. Plomo-204 (A)
  249. Plomo-206 (A)
  250. Plomo-207 (A)
  251. Plomo-208 (A)
    Bismuto ** y por encima de - Sin isótopos estables

A para la desintegración alfa, B para la desintegración beta, 2B para el decaimiento beta doble, E para la captura de electrones, 2E para la captura de electrones doble, IT para la transición isomérica, SF para la fisión espontánea.

* El tantalio-180m es un "isótopo metaestable" lo que significa que es un isómero nuclear excitado de tántalo-180 (ver: Isótopos de tántalo). Sin embargo, la vida media de este isómero nuclear es tan larga que nunca se ha observado su descomposición, y por lo tanto se comporta como un nucleido primordial "observacionalmente no radiactivo", como un isótopo menor de tantalio. Este es el único caso de un isómero nuclear que tiene una vida media tan larga que nunca se ha observado su decaimiento, por lo que se incluye en esta lista.

** El bismuto-209 se había considerado estable durante mucho tiempo, debido a su inusualmente larga vida media de más de 1,9 1019 años, lo que es más de mil millones de veces la edad del universo .

  1. Sonzogni, Alejandro. . National Nuclear Data Center: Brook haven National Laboratory. Consultado el 6 de junio de 2008.
  2. Various (2002). Lide, David R., ed. (88th edición). CRC. ISBN 0-8493-0486-5. OCLC . Consultado el 23 de mayo de 2008.
  3. .(enlace roto disponible en Internet Archive; véase el , la y la ).
  • Various (2002). Lide, David R., ed. (88th edición). CRC. ISBN 0-8493-0486-5. OCLC . Consultado el 23 de mayo de 2008.
  • Información de referencia de isótopos, y la coordinación y gestión de la producción de isótopos, la disponibilidad y la distribución
  • Departamento de EE. UU. programa Energía para la producción de isótopos y la investigación de la producción y el desarrollo
  • El uso y desarrollo de las etiquetas de isótopos estables en moléculas sintéticas y biológicas


Isótopo estable
isótopo, estable, nucleido, radiactivo, diferencia, radionucleidos, experimenta, forma, espontánea, decaimiento, radiactivo, idioma, vigilar, editar, isótopo, estable, nucleido, radiactivo, diferencia, radionucleidos, experimenta, forma, espontánea, decaimient. Isotopo estable nucleido que no es radiactivo a diferencia de los radionucleidos por lo que no experimenta de forma espontanea decaimiento radiactivo Idioma Vigilar Editar Un isotopo estable es un nucleido que no es radiactivo a diferencia de los radionucleidos por lo que no experimenta de forma espontanea decaimiento radiactivo Grafica de nucleidos isotopos por tipo de Decaimiento Los nucleidos en color naranja y en color azul son inestables con los cuadrados negros entre estas regiones representando isotopos estables La linea continua que pasa por debajo de muchos de los nucleidos representa la posicion teorica en el grafico de nucleidos para la que el numero de protones es el mismo que el numero de neutrones El grafico muestra que los elementos con mas de 20 protones deben de tener mas neutrones que protones para ser estables Un elemento quimico tiene uno o varios isotopos de los cuales todos algunos o ninguno pueden ser isotopos estables Los isotopos que no son estables radioisotopos a diferencia de los estables se desintegran para dar lugar a otros nucleidos emitiendo particulas o radiacion electromagnetica Indice 1 Condiciones de estabilidad 2 Empleo 3 Definicion de estabilidad y nucleidos naturales 4 Isotopos por elemento 4 1 Numeros magicos y dotaciones pares e impares de protones y de neutrones 4 2 Isomeros nucleares incluyendo uno metaestable 5 Desintegracion aun no observada 6 Cuadro resumen de los numeros de cada clase de nucleidos 7 Isotopos estables en la Tabla Periodica 8 Lista de isotopos estables 9 Vease tambien 10 Referencias 11 Lecturas relacionadas 12 Enlaces externosCondiciones de estabilidad EditarSe conocen unos 2500 nucleidos de los cuales son estables menos de 300 La representacion del numero de neutrones N frente al numero de protones numero atomico Z indicandose los isotopos estables se denomina carta de Segre disenada por el fisico Emilio Segre Por ejemplo el tecnecio no tiene ningun isotopo estable mientras que el estano tiene diez isotopos estables La region de estabilidad definida por esta grafica es estrecha cumpliendose que para numeros de masa A pequenos el numero de protones y de neutrones es similar mientras que conforme aumenta A la relacion N Z tambien aumenta hasta un valor de aproximadamente 1 6 Los nucleidos que estan a la derecha de esta franja de estabilidad tienen demasiados protones para los neutrones que poseen por lo que los nucleos se rompen por repulsion Los nucleidos que estan a la izquierda tienen demasiados neutrones para los protones que poseen produciendose entonces un proceso de decaimiento que convierte neutrones en protones Se verifica que para Z 43 Z 61 o Z 83 no hay ningun nucleido estable La fuerza nuclear fuerte es la encargada de mantener unido el nucleo atomico a pesar de que la fuerza electromagnetica haga que los elementos con el mismo signo de carga electrica los protones que tienen todos una carga positiva se repelan Sin embargo la fuerza nuclear fuerte tiene un radio de accion muy pequeno lo que explica que no se encuentren nucleos estables para Z 83 ya que al aumentar el numero de protones aumenta el tamano del nucleo por lo que la fuerza nuclear fuerte se ve sobrepasada por la fuerza electromagnetica que logra llegar a expulsar algun proton Empleo EditarArticulo principal Analisis isotopico Los isotopos estables se emplean en Control de calidad de los alimentos Para trazar la procedencia y composicion de alimentos Ecologia Para estudiar la dieta de especies silvestres Paleoclimatologia Para realizar mediciones de gases atrapados en hieloDefinicion de estabilidad y nucleidos naturales EditarLa mayor parte de los nucleidos presentes en la naturaleza son estables actualmente 254 vease la lista al final de este articulo Tambien son conocidos alrededor de otros 34 nucleidos mas que son radiactivos con una vida media tambien conocida lo suficientemente larga como para estar tambien presentes en la naturaleza hasta completar un total de 288 nucleidos naturales Si la vida media de un nucleido es comparable o mayor que la edad de la Tierra 4 500 millones de anos una cantidad significativa habra sobrevivido desde la formacion del Sistema Solar por lo que se denomina nucleido primordial contribuyendo de ese modo a la composicion isotopica natural de cada elemento quimico Radioisotopos presentes primordialmente se detectan facilmente con vidas medias del orden de 700 millones de anos como por ejemplo el 235U aunque algunos isotopos primordiales se han detectado con vidas medias tan cortas en terminos relativos como 80 millones de anos por ejemplo el 244Pu Sin embargo este es el limite actual de deteccion el nucleido con la siguiente vida media mas corta niobio 92 con una vida media de 34 7 millones de anos aun no ha sido detectado en la naturaleza Muchos radioisotopos de origen natural unos 51 para un total de alrededor de 339 presentan vidas medias inferiores a 80 millones de anos pero son generados en la actualidad como productos de los procesos de desintegracion de nucleidos primordiales por ejemplo el radio a partir del uranio o de reacciones energeticas en curso como los nucleidos cosmogenicos producidos por el bombardeo de rayos cosmicos sobre los elementos presentes en la Tierra por ejemplo el carbono 14 generado a partir del nitrogeno Algunos isotopos que se clasifican como estables es decir en los que no se ha observado ningun tipo de radiactividad se predice que tienen vidas medias muy largas a veces tan elevadas como 1018 anos o mas Si la vida media predicha cae en un rango experimentalmente accesible tales isotopos pueden pasar de la lista de isotopo estables a la categoria radiactivos una vez que se observa su actividad Por ejemplo el bismuto 209 y el tungsteno 180 fueron previamente consideradas como estables pero en 2003 se detecto que presentaban actividad en particulas alfa Sin embargo los nucleidos no cambian su condicion de primordiales cuando eventualmente se detecta que son radiactivos Se cree que los isotopos mas estables presentes en la Tierra se formaron en procesos de nucleosintesis ya sea en el Big Bang o en generaciones de estrellas que precedieron a la formacion del Sistema Solar Sin embargo algunos isotopos estables tambien muestran variaciones de abundancia en la tierra como resultado de la desintegracion de nucleidos radiactivos de larga vida Estos subproductos del decaimiento radiactivo se denominan isotopos radiogenicos con el fin de distinguirlos del grupo mucho mayor de isotopos no radiogenicos La denominada isla de estabilidad revela un buen numero de atomos de larga vida o incluso estables que son mas pesados y con mas protones que el plomo Isotopos por elemento EditarVeanse tambien Lista de elementos por estabilidad de isotopos Lista de nucleidose Isobaras del decaimiento beta De los elementos quimicos conocidos 80 tienen al menos un nucleido estable Estos comprenden los primeros 82 elementos desde el hidrogeno al plomo con dos excepciones el tecnecio elemento 43 y prometio elemento 61 que no tienen ningun isotopo estable Con fecha de diciembre de 2011 habia un total de 254 nucleidos estables conocidos En esta definicion que un nucleido es estable significa que nunca se ha observado su decaimiento radiactivo en el contexto natural Por lo tanto estos elementos tienen vidas medias demasiado largas como para ser medidas por cualquier medio sea directo o indirecto Los isotopos estables son 1 elemento estano tiene 10 isotopos estables 1 elemento xenon tiene 8 isotopos estables 4 elementos tienen 7 isotopos estables cada uno 8 elementos tienen 6 isotopos estables cada uno 10 elementos tienen 5 isotopos estables cada uno 9 elementos tienen 4 isotopos estables cada uno 5 elementos tienen 3 isotopos estables cada uno 16 elementos tienen 2 isotopos estables cada uno 26 elementos tienen 1 solo isotopo estable cada uno Estos ultimos 26 por lo tanto son denominados elementos monoisotopicos 1 El numero de isotopos estables para los elementos que tienen al menos un isotopo estable representa una media de 254 80 3 2 es decir una media de aproximadamente tres isotopos estables por cada elemento estable Numeros magicos y dotaciones pares e impares de protones y de neutrones Editar La estabilidad de los isotopos se ve afectada por la relacion entre el numero de protones de neutrones de cada nucleo y tambien por la presencia de ciertos numeros magicos de neutrones o protones que representan contornos cerrados y completos desde el punto de vista cuantico Estas capas cuanticas corresponden a un conjunto de niveles de energia dentro del modelo de capas del nucleo completas como la capa completa de 50 protones para el estano que confiere una estabilidad inusual a este nucleido Como en el caso del estano si el numero atomico Z de un elemento coincide con un numero magico entonces su numero de isotopos estables tiende a aumentar Al igual que en el caso de los electrones que tienen el estado de energia mas bajo cuando se producen en pares en un determinado orbitales los nucleones tanto protones como neutrones muestran un estado de energia mas baja cuando su numero es par en lugar de impar Esta estabilidad tiende a impedir la desintegracion beta en dos etapas de muchos nucleidos par par en otro nucleido par par de la misma masa pero de menor energia y por supuesto con dos protones mas y dos neutrones menos porque un procedimiento de descomposicion de un solo paso tendria que pasar a traves de un nucleido impar con un pico de energia mas alto Esto lleva a un mayor numero de nucleidos par par estables hasta tres para algunos numeros de masa y hasta siete para algunos numeros atomicos protones Por el contrario de los 254 isotopos estables conocidos solo cinco tienen un numero impar de protones y un numero impar de neutrones hidrogeno 2 deuterio litio 6 boro 10 nitrogeno 14 y tantalo 180m Ademas solo cuatro nucleidos radiactivos impar impar de origen natural tienen una vida media de mas de mil millones de anos potasio 40 vanadio 50 lantano 138 y lutecio 176 Los nucleidos primordiales impar impar son raros porque los nucleos impar impar son muy inestables con respecto a la desintegracion beta debido a que los subproductos de desintegracion resultantes son par par y por lo tanto estan mas fuertemente ligados debido a efectos de pareado nuclear 2 Sin embargo otro efecto de la inestabilidad de un numero impar de cualquiera de los tipos de nucleones es que los elementos impares tienden a tener menos isotopos estables De los 26 elementos monoisotopicos es decir que solo tienen un unico isotopo estable todos menos uno tienen un numero atomico impar la unica excepcion a ambas reglas es el berilio Todos estos elementos tambien tienen un numero par de neutrones con la unica excepcion que es de nuevo el berilio Isomeros nucleares incluyendo uno metaestable Editar El recuento de los 254 nucleidos estables conocidos incluye el tantalio 180m ya que a pesar del proceso de desintegracion y la inestabilidad que implican de forma automatica su condicion de metaestable estos fenomenos aun no se han podido observar Todos los isotopos estables estables por observacion no en teoria son los estados fundamentales de los nucleos con la excepcion de tantalio 180m que es un isomero nuclear o estado excitado El estado fundamental de este nucleo en particular el Ta 180 es radiactivo con una vida media relativamente corta de 8 horas En contraste la descomposicion del isomero nuclear excitado es extremadamente improbable debido a las reglas de seleccion de spin paridad Se ha informado mediante observacion directa de manera experimental que la vida media del 180mTa por radiacion gamma debe ser superior a 1015 anos Tampoco se han observado nunca otros modos posibles de desintegracion del 180mTa decaimiento beta captura de electrones y desintegracion alfa Desintegracion aun no observada EditarVease tambien Lista de nucleidos Energia de union por nucleon de los isotopos comunes Se espera que una cierta mejora continua de la sensibilidad de los experimentos permitira descubrir la presencia de signos de radiactividad muy leves inestabilidad de algunos isotopos que son considerados estables en la actualidad Un ejemplo de un descubrimiento reciente no fue hasta el ano 2003 cuando se demostro que el bismuto 209 el unico isotopo de origen natural del bismuto es muy ligeramente radiactivo 3 Antes de este descubrimiento habia predicciones teoricas de fisica nuclear segun las que el bismuto 209 deberia decaer muy lentamente por la emision de particulas alfa Estos calculos fueron confirmados por las observaciones experimentales realizadas en el ano 2003 Cuadro resumen de los numeros de cada clase de nucleidos EditarEsta es una tabla resumen de la lista de nucleidos Tengase en cuenta que los numeros no son exactos y pueden variar ligeramente en el futuro debido a que se efectuen nuevas detecciones de radiactividad en mas nucleidos o a que determinadas vidas medias se determinen con mayor precision Tipo de nucleidos por clase de estabilidad Numero de nucleidos de cada clase Total acumulado de nucleidos en todas las clases NotasTeoricamente estables a todos los modos de decaimiento aunque con posibilidad de decaimiento protonico cita requerida 90 90 Incluye los primeros 40 elementos Decaimiento de protones todavia no observado Energeticamente inestables para uno o mas modos de decaimiento conocidos cita requerida pero con decaimiento todavia no observado Considerados estables hasta que se confirme su radiactividad 164 254 Fision espontanea posible para nucleidos estables gt niobio 93 Otros mecanismos posibles para nucleidos mas pesados El total son los nucleidos estables observados Nucleidos primordiales radiactivos 34 288 Incluidos Bi U Th Pu Nucleidos no primordiales radiactivos pero presentes naturalmente en la Tierra 51 339 Nucleidos cosmogenicos producidos por los rayos cosmicos o subproductos de elementos radiactivos primordiales como el francio etc Isotopos estables en la Tabla Periodica EditarA continuacion figura una Tabla Periodica con el numero de isotopos estables de cada elemento H 2 He 2Li 2 Be 1 B 2 C 2 N 2 O 3 F 1 Ne 3Na 1 Mg 3 Al 1 Si 3 P 1 S 4 Cl 2 Ar 3K 2 Ca 5 Sc 1 Ti 5 V 1 Cr 4 Mn 1 Fe 4 Co 1 Ni 5 Cu 2 Zn 5 Ga 2 Ge 4 As 1 Se 5 Br 2 Kr 6Rb 1 Sr 4 Y 1 Zr 4 Nb 1 Mo 6 Tc Ru 7 Rh 1 Pd 6 Ag 2 Cd 6 In 1 Sn 10 Sb 2 Te 6 I 1 Xe 8Cs 1 Ba 6 Hf 5 Ta 2 W 4 Re 1 Os 6 Ir 2 Pt 5 Au 1 Hg 7 Tl 2 Pb 4 Bi Po At RnFr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La 1 Ce 4 Pr 1 Nd 5 Pm Sm 5 Eu 1 Gd 6 Tb 1 Dy 7 Ho 1 Er 6 Tm 1 Yb 7 Lu 1 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No LrLista de isotopos estables EditarHidrogeno 1 protio Hidrogeno 2 deuterio Helio 3 tritio Helio 4 Sin numero de masa 5 Litio 6 Litio 7 Sin numero de masa 8 Berilio 9 Boro 10 Boro 11 Carbono 12 Carbono 13 Nitrogeno 14 Nitrogeno 15 Oxigeno 16 Oxigeno 17 Oxigeno 18 Fluor 19 Neon 20 Neon 21 Neon 22 Sodio 23 Magnesio 24 Magnesio 25 Magnesio 26 Aluminio 27 Silicio 28 Silicio 29 Silicio 30 Fosforo 31 Azufre 32 Azufre 33 Azufre 34 Azufre 36 Cloro 35 Cloro 37 Argon 36 2E Argon 38 Argon 40 Potasio 39 Potasio 41 Calcio 40 2E Calcio 42 Calcio 43 Calcio 44 Calcio 46 2B Escandio 45 Titanio 46 Titanio 47 Titanio 48 Titanio 49 Titanio 50 Vanadio 51 Cromo 50 2E Cromo 52 Cromo 53 Cromo 54 Manganeso 55 Hierro 54 2E Hierro 56 Hierro 57 Hierro 58 Cobalto 59 Niquel 58 2E Niquel 60 Niquel 61 Niquel 62 Niquel 64 Cobre 63 Cobre 65 Zinc 64 2E Zinc 66 Zinc 67 Zinc 68 Zinc 70 2B Galio 69 Galio 71 Germanio 70 Germanio 72 Germanio 73 Germanio 74 Arsenico 75 Selenio 74 2E Selenio 76 Selenio 77 Selenio 78 Selenio 80 2B Bromo 79 Bromo 81 Kripton 78 2E Kripton 80 Kripton 82 Kripton 83 Kripton 84 Kripton 86 2B Rubidio 85 Estroncio 84 2E Estroncio 86 Estroncio 87 Estroncio 88 Itrio 89 Circonio 90 Circonio 91 Circonio 92 Circonio 94 2B Niobio 93 SF Molibdeno 92 2E Molibdeno 94 SF Molibdeno 95 SF Molibdeno 96 SF Molibdeno 97 SF Molibdeno 98 2B Tecnecio No hay isotopos estables Rutenio 96 2E Rutenio 98 SF Rutenio 99 SF Rutenio 100 SF Rutenio 101 SF Rutenio 102 SF Rutenio 104 2B Rodio 103 SF Paladio 102 2E Paladio 104 SF Paladio 105 SF Paladio 106 SF Paladio 108 SF Paladio 110 2B Plata 107 SF Plata 109 SF Cadmio 106 2E Cadmio 108 2E Cadmio 110 SF Cadmio 111 SF Cadmio 112 SF Cadmio 114 2B Indio 113 SF Estano 112 2E Estano 114 SF Estano 115 SF Estano 116 SF Estano 117 SF Estano 118 SF Estano 119 SF Estano 120 SF Estano 122 2B Estano 124 2B Antimonio 121 SF Antimonio 123 SF Telurio 120 2E Telurio 122 SF Telurio 123 E Telurio 124 SF Telurio 125 SF Telurio 126 SF Yodo 127 SF Xenon 124 2E Xenon 126 2E Xenon 128 SF Xenon 129 SF Xenon 130 SF Xenon 131 SF Xenon 132 SF Xenon 134 2B Cesio 133 SF Bario 132 2E Bario 134 SF Bario 135 SF Bario 136 SF Bario 137 SF Bario 138 SF Lantano 139 SF Cerio 136 2E Cerio 138 2E Cerio 140 SF Cerio 142 A 2B Praseodimio 141 SF Neodimio 142 SF Neodimio 143 A Neodimio 145 A Neodimio 146 A 2B Neodimio 148 A 2B Prometio No hay isotopos estables Samario 144 2E Sin numero de masa 147 Samario 149 A Samario 150 A Samario 152 A Samario 154 2B Sin numero de masa 151 Europio 153 A Gadolinio 154 A Gadolinio 155 A Gadolinio 156 SF Gadolinio 157 SF Gadolinio 158 SF Gadolinio 160 2B Terbio 159 SF Disprosio 156 A 2E Disprosio 158 A 2E Disprosio 160 A Disprosio 161 A Disprosio 162 A Disprosio 163 SF Disprosio 164 SF Holmio 165 A Erbio 162 A 2E Erbio 164 A 2E Erbio 166 A Erbio 167 A Erbio 168 A Erbio 170 A 2B Tulio 169 A Iterbio 168 A 2E Iterbio 170 A Iterbio 171 A Iterbio 172 A Iterbio 173 A Iterbio 174 A Iterbio 176 A 2B Lutecio 175 A Hafnio 176 A Hafnio 177 A Hafnio 178 A Hafnio 179 A Hafnio 180 A Tantalio 180m A B E IT Tantalio 181 A Wolframio 182 A Wolframio 183 A Wolframio 184 A Wolframio 186 A 2B Renio 185 A Osmio 184 A 2E Osmio 187 A Osmio 188 A Osmio 189 A Osmio 190 A Osmio 192 A 2B Iridio 191 A Iridio 193 A Platino 192 A Platino 194 A Platino 195 A Platino 196 A Platino 198 A 2B Oro 197 A Mercurio 196 A 2E Mercurio 198 A Mercurio 199 A Mercurio 200 A Mercurio 201 A Mercurio 202 A Mercurio 204 A 2B Talio 203 A Talio 205 A Plomo 204 A Plomo 206 A Plomo 207 A Plomo 208 A Bismuto y por encima de Sin isotopos estables A para la desintegracion alfa B para la desintegracion beta 2B para el decaimiento beta doble E para la captura de electrones 2E para la captura de electrones doble IT para la transicion isomerica SF para la fision espontanea El tantalio 180m es un isotopo metaestable lo que significa que es un isomero nuclear excitado de tantalo 180 ver Isotopos de tantalo Sin embargo la vida media de este isomero nuclear es tan larga que nunca se ha observado su descomposicion y por lo tanto se comporta como un nucleido primordial observacionalmente no radiactivo como un isotopo menor de tantalio Este es el unico caso de un isomero nuclear que tiene una vida media tan larga que nunca se ha observado su decaimiento por lo que se incluye en esta lista El bismuto 209 se habia considerado estable durante mucho tiempo debido a su inusualmente larga vida media de mas de 1 9 1019 anos lo que es mas de mil millones de veces la edad del universo Vease tambien EditarGeoquimica de isotopos Lista de elementos por estabilidad de isotopos Lista de nucleidos 901 nucleidos en orden de estabilidad todos con vidas medias gt una hora Elemento mononucleico Tabla periodica Nucleido primordial Radionucleido Proporcion de isotopos estables Tabla de nucleidosReferencias Editar Sonzogni Alejandro Interactive Chart of Nuclides National Nuclear Data Center Brook haven National Laboratory Consultado el 6 de junio de 2008 Various 2002 Lide David R ed Handbook of Chemistry amp Physics 88th edicion CRC ISBN 0 8493 0486 5 OCLC 179976746 Consultado el 23 de mayo de 2008 WWW Table of Radioactive Isotopes enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Lecturas relacionadas EditarVarious 2002 Lide David R ed Handbook of Chemistry amp Physics 88th edicion CRC ISBN 0 8493 0486 5 OCLC 179976746 Consultado el 23 de mayo de 2008 Enlaces externos EditarEl Livechart de nucleidos OIEA AlphaDelta Isotopos Estables calculadora fraccionamiento Centro de Desarrollo de Isotopos Nacional Informacion de referencia de isotopos y la coordinacion y gestion de la produccion de isotopos la disponibilidad y la distribucion isotopos Desarrollo y Produccion de Investigacion y Aplicaciones IDPRA Departamento de EE UU programa Energia para la produccion de isotopos y la investigacion de la produccion y el desarrollo Isosciences El uso y desarrollo de las etiquetas de isotopos estables en moleculas sinteticas y biologicas Datos Q878130 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Isotopo estable amp oldid 138314604, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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