Изотопы осмия

Изотопы осмия — разновидности химического элемента осмия, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы осмия с массовыми числами от 161 до 197 (количество протонов 76, нейтронов от 85 до 121), и 9 ядерных изомеров.

Природный осмий состоит из смеси семи изотопов. Пять из них являются стабильными:

  • 187Os (изотопная распространенность 1,96 %)
  • 188Os (изотопная распространенность 13,24 %)
  • 189Os (изотопная распространенность 16,15 %)
  • 190Os (изотопная распространенность 26,26 %)
  • 192Os (изотопная распространенность 40,78 %)

Еще два изотопа имеют огромные периоды полураспада, много больше возраста Вселенной:

  • 184Os (изотопная распространенность 0,02 %), период полураспада 3,0⋅1013 лет
  • 186Os (изотопная распространенность 1,59 %), период полураспада 2,0⋅1015 лет

Согласно расчётам, стабильные изотопы тоже могут быть нестабильны, но экспериментально их распад не наблюдался. Самым долгоживущим из искусственных изотопов является 194Os с периодом полураспада 6 лет.

Изотоп осмий-187 является результатом распада изотопа рения 187Re с периодом полураспада 4,56⋅1010 лет. Соотношения изотопного состава 187Os/188Os и 187Re/188Os позволяют определять возраст горных пород и метеоритов (рений-осмиевый метод). Также известен иридиево-осмиевый метод радиоизотопного датирования, применявшийся для анализа кварцев из пограничного слоя, разделяющего меловой и третичный периоды.

Таблица изотопов осмияПравить

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[1]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[2]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[2]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
161Os 76 85 0,64(6) мс α 157W
162Os 76 86 161,98443(54)# 1,87(18) мс α 158W 0+
163Os 76 87 162,98269(43)# 5,5(6) мс α 159W 7/2−#
β+, p (редко) 162W
β+ (редко) 163Re
164Os 76 88 163,97804(22) 21(1) мс α (98%) 160W 0+
β+ (2%) 164Re
165Os 76 89 164,97676(22)# 71(3) мс α (60%) 161W (7/2−)
β+ (40%) 165Re
166Os 76 90 165,972691(20) 216(9) мс α (72%) 162W 0+
β+ (28%) 166Re
167Os 76 91 166,97155(8) 810(60) мс α (67%) 163W 3/2−#
β+ (33%) 167Re
168Os 76 92 167,967804(13) 2,06(6) с β+ (51%) 168Re 0+
α (49%) 164W
169Os 76 93 168,967019(27) 3,40(9) с β+ (89%) 169Re 3/2−#
α (11%) 165W
170Os 76 94 169,963577(12) 7,46(23) с β+ (91,4%) 170Re 0+
α (8,6%) 166W
171Os 76 95 170,963185(20) 8,3(2) с β+ (98,3%) 171Re (5/2−)
α (1,7%) 167W
172Os 76 96 171,960023(16) 19,2(5) с β+ (98,9%) 172Re 0+
α (1,1%) 168W
173Os 76 97 172,959808(16) 22,4(9) с β+ (99,6%) 173Re (5/2−)
α (0,4%) 169W
174Os 76 98 173,957062(12) 44(4) с β+ (99,97%) 174Re 0+
α (0,024%) 170W
175Os 76 99 174,956946(15) 1,4(1) мин β+ 175Re (5/2−)
176Os 76 100 175,95481(3) 3,6(5) мин β+ 176Re 0+
177Os 76 101 176,954965(17) 3,0(2) мин β+ 177Re 1/2−
178Os 76 102 177,953251(18) 5,0(4) мин β+ 178Re 0+
179Os 76 103 178,953816(19) 6,5(3) мин β+ 179Re (1/2−)
180Os 76 104 179,952379(22) 21,5(4) мин β+ 180Re 0+
181Os 76 105 180,95324(3) 105(3) мин β+ 181Re 1/2−
181m1Os 48,9(2) кэВ 2,7(1) мин β+ 181Re (7/2)−
181m2Os 156,5(7) кэВ 316(18) нс (9/2)+
182Os 76 106 181,952110(23) 22,10(25) ч ЭЗ 182Re 0+
183Os 76 107 182,95313(5) 13,0(5) ч β+ 183Re 9/2+
183mOs 170,71(5) кэВ 9,9(3) ч β+ (85%) 183Re 1/2−
ИП (15%) 183Os
184Os 76 108 183,9524891(14) 3,0⋅1013 лет α 180W 0+ 2(1)⋅10−4
185Os 76 109 184,9540423(14) 93,6(5) сут ЭЗ 185Re 1/2−
185m1Os 102,3(7) кэВ 3,0(4) мкс (7/2−)#
185m2Os 275,7(8) кэВ 0,78(5) мкс (11/2+)
186Os 76 110 185,9538382(15) 2,0(11)⋅1015 лет α 182W 0+ 0,0159(3)
187Os 76 111 186,9557505(15) стабилен (>3,2⋅1015 лет)[2][прим. 1] 1/2− 0,0196(2)
188Os 76 112 187,9558382(15) стабилен (>3,3⋅1018 лет)[2][прим. 2] 0+ 0,1324(8)
189Os 76 113 188,9581475(16) стабилен (>3,3⋅1015 лет)[2][прим. 3] 3/2− 0,1615(5)
189mOs 30,812(15) кэВ 5,81(6) ч ИП 189Os 9/2−
190Os 76 114 189,9584470(16) стабилен (>1,2⋅1019 лет)[2][прим. 4] 0+ 0,2626(2)
190mOs 1705,4(2) кэВ 9,9(1) мин ИП 190Os (10)−
191Os 76 115 190,9609297(16) 15,4(1) сут β 191Ir 9/2−
191mOs 74,382(3) кэВ 13,10(5) ч ИП 191Os 3/2−
192Os 76 116 191,9614807(27) стабилен (>5,3⋅1019 лет)[2][прим. 5] 0+ 0,4078(19)
192mOs 2015,40(11) кэВ 5,9(1) с ИП (87%) 192Os (10−)
β (13%) 192Ir
193Os 76 117 192,9641516(27) 30,11(1) ч β 193Ir 3/2−
194Os 76 118 193,9651821(28) 6,0(2) лет β 194Ir 0+
195Os 76 119 194,96813(54) 6,5 мин β 195Ir 3/2−#
196Os 76 120 195,96964(4) 34,9(2) мин β 196Ir 0+
197Os 76 121 2,8(6) мин
  1. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 183W.
  2. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 184W.
  3. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 185W.
  4. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 186W.
  5. Теоретически может претерпевать альфа-распад в 188W или двойной бета-распад в 192Pt.

Пояснения к таблицеПравить

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

ПримечанияПравить

  1. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Данные приведены по Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S., Audi G. The Nubase2020 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2021. — Vol. 45, iss. 3. — P. 030001-1—030001-180. — doi:10.1088/1674-1137/abddae.