نظائر الكالسيوم
عودة للموسوعةللكالسيوم (Ca) أربعة وعشرون نظيراً معروفاً تتراوح أعداد الكتلة لها بين 34 و57. هنالك خمسة نظائر مستقرة للكالسيوم وهي كالسيوم-40 40Ca وكالسيوم-42 42Ca وكالسيوم-43 43Ca وكالسيوم-44 44Ca وكالسيوم-46 46Ca وذلك بالإضافة إلى وجود نظير شبه مستقر وهوالنظير كالسيوم-48، الذي لديه عمر نصف طويل نسبياً بحيث أنه يعد عملياً مستقر.
من أطول نظائر الكالسيوم المشعة عمراً بالإضافة إلى النظير كالسيوم-48 48Ca هوالنظير كالسيوم-41 41Ca. لباقي نظائر الكالسيوم المشعة نصف عمر أقل من 163 يوم، وأغلبها دون الدقيقة الواحدة. أقل نظائر الكالسيوم المشعة ثباتاً هوالنظير كالسيوم-34 34Ca بعمر نصف أقل من 35 نانوثانية. أكثر نظائر الكالسيوم المشعة المصطنعة ثباتاً هوالنظير كالسيوم-45 بعمر نصف يبلغ 163 يوم.
كالسيوم-40
يعد النظير كالسيوم-40 40Ca أكثر نظائر الكالسيوم وفرة طبيعية، حيث يشكل 97% من عنصر الكالسيوم في الطبيعة. يتشكل هذا النظير كناتج اضمحلال للنظير بوتاسيوم-40 40K بالإضافة إلى أرغون-40.
كالسيوم-41
يعد النظير كالسيوم-41 41Ca من أحد النظائر المشعة ذات الأصل الكوني، ولهذا النظير عمر نصف مقداره 102000 سنة. على العكس من أغب النظائر الكونية والتي تنتج في الغلاف الجوي للأرض فإن النظير كالسيوم-41 ينتج من تنشيط النيوترونات في النظير كالسيوم-40 40Ca في القشرة الأرضية. لكنه على الرغم من ذلك نادر الوجود في الطبيعة. يضمحل النظير كالسيوم-41 عن طريق اصطياد إلكترون إلى النظير المستقر بوتاسيوم-41.
كالسيوم-48
يعد النظير كالسيوم-48 من أحد نظائر الكالسيوم النادرة في الطبيعة، حيث يشكل 0.187% فقط من الوفرة الطبيعية للكالسيوم. يتكون هذا النظير من 20 بروتون و28 نيوترون. على الرغم من حتى النواة غنية بالنيوترونات مقارنةً مع وزنها الخفيف، إلا حتى طريق الاضمحلال الوحيد له هوعن طريق اضمحلال بيتا المضاعف نادر الحدوث. يبلغ نصف العمر لهذا النظير 4.3×1019 سنة، بحيث يمكن اعتباره عملياً نظيراً مستقراً. من أحد العوامل الذي يؤثر على ثبات هذا النظير كون العددين 20 و28، وهما عدد البروتونات والنيوترونات على الترتيب، عددين سحريين، مما يجعل 48Ca ذات نواة مضاعفة العدد السحري.
تعد نواة النظير كالسيوم-48 أخف نواة معروفة تخضع لعملية اضمحلال بيتا المضاعف، والوحيدة ذات البنية البسيطة نسبياً لتخضع لعملية تحليل باستخدام نموذج الغلاف النووي، كما أنها تطلق بهذه العملية طاقة مقدارها 4.27 ميغا إلكترون فولت، والتي أكبر طاقة مرسلة بهذه العملية.
بما حتى النظير كالسيوم-48 مستقر وغني بالنيوترونات فذلك يجعله كأحد المواد القيّمة كمادة بادئة لإنتاج النوى في مسرّعات الجسيمات وذلك عن طريق التشظية وعن طريق تفاعلات الاندماج مع النوى الأخرى، على سبيل المثال، استخدامه في إنتاج عنصر الأنون أوكتيوم.
جدول النظائر
الرمز | Z(ب) | N(ن) | كتلة النظير (u) | عمر النصف | نمط الاضمحلال |
ناتج الاضمحلال |
لف مغزلي |
هجريب النظائر التمثيلي (كسر مولي) |
مجال التفاوت الطبيعي (كسر مولي) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
34Ca | 20 | 14 | 34.01412 | <35 نانوثانية | p | 33K | 0+ | ||
35Ca | 20 | 15 | 35.00494 | 25.7 ميلي ثانية | >99.9% | 35K | 1/2+# | ||
β+, p <0.1% | 34Ar | ||||||||
36Ca | 20 | 16 | 35.99309 | 102 ميلي ثانية | β+, p 56.8% | 35Ar | 0+ | ||
β+ 43.2% | 36K | ||||||||
37Ca | 20 | 17 | 36.985870 | 181.1 ميلي ثانية | β+, p 74.5% | 36Ar | (3/2+) | ||
β+ 25.5% | 37K | ||||||||
38Ca | 20 | 18 | 37.976318 | 440 ميلي ثانية | β+ | 38K | 0+ | ||
39Ca | 20 | 19 | 38.9707197 | 859.6 ميلي ثانية | β+ | 39K | 3/2+ | ||
40Ca | 20 | 20 | 39.96259098 | مستقر | 0+ | 0.96941 | 0.96933-
0.96947 |
||
41Ca | 20 | 21 | 40.96227806 | 1.02×105 سنة | EC | 41K | 7/2- | نادر | |
42Ca | 20 | 22 | 41.95861801 | مستقر | 0+ | 0.00647 | 0.00646-
0.00648 |
||
43Ca | 20 | 23 | 42.9587666 | مستقر | 7/2- | 0.00135 | 0.00135-
0.00135 |
||
44Ca | 20 | 24 | 43.9554818 | مستقر | 0+ | 0.02086 | 0.02082-
0.02092 |
||
45Ca | 20 | 25 | 44.9561866 | 162.67 يوم | β- | 45Sc | 7/2- | ||
46Ca | 20 | 26 | 45.9536926 | مستقر | 0+ | 4×10−5 | 4×10−5-
4×10−5 |
||
47Ca | 20 | 27 | 46.9545460 | 4.536 يوم | β- | 47Sc | 7/2- | ||
48Ca | 20 | 28 | 47.952534 | 43×1018 سنة | β-β- | 48Ti | 0+ | 0.00187 | 0.00186-
0.00188 |
49Ca | 20 | 29 | 48.955674 | 8.718 دقيقة | β- | 49Sc | 3/2- | ||
50Ca | 20 | 30 | 49.957519 | 13.9 ثانية | β- | 50Sc | 0+ | ||
51Ca | 20 | 31 | 50.9615 | 10.0 ثانية | β- >99.9% | 51Sc | (3/2-)# | ||
β-, n <0.1% | 50Sc | ||||||||
52Ca | 20 | 32 | 51.96510 | 4.6 ثانية | β- 98% | 52Sc | 0+ | ||
β-, n 2% | 51Sc | ||||||||
53Ca | 20 | 33 | 52.97005 | 90 ميلي ثانية | β- 70% | 53Sc | 3/2-# | ||
β-, n 30% | 52Sc | ||||||||
54Ca | 20 | 34 | 53.97435 | 50# ميلي ثانية [>300 نانوثانية] | β-, n | 53Sc | 0+ | ||
β- | 54Sc | ||||||||
55Ca | 20 | 35 | 54.98055 | 30# ميلي ثانية [>300 نانوثانية] | β- | 55Sc | 5/2-# | ||
56Ca | 20 | 36 | 55.98557 | 10# ميلي ثانية [>300 نانوثانية] | β- | 56Sc | 0+ | ||
57Ca | 20 | 37 | 56.99236 | 5# ميلي ثانية | β- | 57Sc | 5/2-# | ||
β-, n | 56Sc |
-
^ الاختصارات:
EC: اصطياد إلكترون - ^ النظائر المستقرة بالخط الغليظ
- ^ أثقل نويدة بعدد متساوي من البروتونات والنيوترونات دون حدوث اضمحلال
- ^ نويدة كونية
- ^ نظير مشع ذوعمر نصف طويل نسبياً بشكل أكبر من عمر الكون، لذلك يعد عملياً نظيراً مستقراً
- ^ أخف نويدة تخضع لعملية اضمحلال بيتا المضاعف
المصادر
- كتل النظائر من:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
- هجريب النظائر والكتل الذرية القياسية من:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683. مؤرشف من الأصل في 04 يناير 2019. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
- M. E. Wieser (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. مؤرشف من الأصل في 04 يناير 2019. ضع ملخصا.
- بيانات أعمار النصف واللف المغزلي والمتماكبات منتقاة من:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون (link)
- National Nuclear Data Center. "NuDat 2.1 database". Brookhaven National Laboratory. مؤرشف من الأصل في 14 أكتوبر 2019. اطلع عليه بتاريخ September 2005.
- N. E. Holden (2004). "Table of the Isotopes". In D. R. Lide (المحرر). CRC Handbook of Chemistry and Physics (الطبعة 85th). CRC Press. Section 11. ISBN .
المراجع
- ^ Coursey, J. S. (February 2005). "Atomic Weights and Isotopic Compositions". NIST Physical Reference Data. مؤرشف من الأصل في 06 فبراير 2010. اطلع عليه بتاريخ 27 أكتوبر 2006.
- ↑ Balysh, A. (1996). "Double Beta Decay of 48Ca". Physical Review Letters. 77 (26): 5186–5189. arXiv:nucl-ex/9608001. Bibcode:1996PhRvL..77.5186B. doi:10.1103/PhysRevLett.77.5186. PMID 10062737.
- ^ Notani, M. (2002). "New neutron-rich isotopes, 34Ne, 37Na and 43Si, produced by fragmentation of a 64A MeV 48Ca beam". Physics Letters B. 542: 49–54. Bibcode:2002PhLB..542...49N. doi:10.1016/S0370-2693(02)02337-7.
- ^ Oganessian, Yu. Ts. (October 2006). "Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions". Physical Review C. 74 (4): 044602. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602.
- ^ Universal Nuclide Chart نسخة محفوظة 19 فبراير 2017 على مسقط واي باك مشين.
التصنيفات: نظائر الكالسيوم, كالسيوم, نظائر العناصر الكيميائية, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفون, صفحات تستخدم خاصية P227, بوابة العناصر الكيميائية/مقالات متعلقة, بوابة الكيمياء/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات