Las abundancias isotópicas varían mucho según la muestra [2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Peso atómico estándar A r °(Pb) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El plomo ( 82 Pb) tiene cuatro isótopos observacionalmente estables : 204 Pb, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb. El plomo-204 es completamente un nucleido primordial y no es un nucleido radiogénico . Los tres isótopos plomo-206, plomo-207 y plomo-208 representan los extremos de tres cadenas de desintegración : la serie del uranio (o serie del radio), la serie del actinio y la serie del torio , respectivamente; una cuarta cadena de desintegración, la serie del neptunio , termina con el isótopo de talio 205 Tl. Las tres series que terminan en plomo representan los productos de la cadena de desintegración de los 238 U , 235 U y 232 Th primordiales de larga vida . Cada isótopo también se presenta, en cierta medida, como isótopos primordiales que se crearon en supernovas, en lugar de radiogénicamente como productos hijos. La relación fija de plomo-204 con las cantidades primordiales de los demás isótopos de plomo se puede utilizar como base para estimar las cantidades adicionales de plomo radiogénico presentes en las rocas como resultado de la desintegración del uranio y el torio. (Véase datación plomo-plomo y datación uranio-plomo ).
Los radioisótopos de vida más larga son el 205 Pb, con una vida media de 17,3 millones de años, y el 202 Pb, con una vida media de 52.500 años. Un radioisótopo de vida más corta que se encuentra en la naturaleza, el 210 Pb, con una vida media de 22,2 años, es útil para estudiar la cronología de sedimentación de muestras ambientales en escalas de tiempo inferiores a 100 años. [5]
Las abundancias relativas de los cuatro isótopos estables son aproximadamente 1,5%, 24%, 22% y 52,5%, combinándose para dar un peso atómico estándar (promedio ponderado por abundancia de los isótopos estables) de 207,2(1). El plomo es el elemento con el isótopo estable más pesado, 208 Pb. (El 209 Bi , más masivo, considerado durante mucho tiempo estable, en realidad tiene una vida media de 2,01×10 19 años). El 208 Pb también es un isótopo doblemente mágico , ya que tiene 82 protones y 126 neutrones . [6] Es el nucleido doblemente mágico más pesado conocido. Ahora se conocen un total de 43 isótopos de plomo, incluidas especies sintéticas muy inestables.
Los cuatro isótopos primordiales del plomo son todos estables desde el punto de vista observacional , lo que significa que se prevé que experimenten una desintegración radiactiva, pero aún no se ha observado ninguna desintegración. Se prevé que estos cuatro isótopos experimenten una desintegración alfa y se conviertan en isótopos de mercurio , que son radiactivos o estables desde el punto de vista observacional.
En su estado completamente ionizado, la desintegración beta del isótopo 210 Pb no libera un electrón libre; el electrón generado es capturado por los orbitales vacíos del átomo. [7]
Nuclido [n.° 1] | Nombre histórico | O | norte | Masa isotópica ( Da ) [8] [n 2] [n 3] | Vida media [1] | Modo de decaimiento [1] [n 4] | Isótopo hija [n 5] [n 6] | Giro y paridad [1] [n 7] [n 8] | Abundancia natural (fracción molar) | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energía de excitación [n 8] | Proporción normal [1] | Rango de variación | |||||||||||||||||
178 PB | 82 | 96 | 178.003836(25) | 250(80) microsegundos | alfa | 174 Hg | 0+ | ||||||||||||
β + ? | 178 Tl | ||||||||||||||||||
179 PB | 82 | 97 | 179.002(87) | 2,7(2) ms | alfa | 175 Hg | (9/2−) | ||||||||||||
180 PB | 82 | 98 | 179.997916(13) | 4,1(3) ms | alfa | 176 Hg | 0+ | ||||||||||||
181 PB | 82 | 99 | 180.996661(91) | 39,0(8) ms | alfa | 177 Hg | (9/2−) | ||||||||||||
β + ? | 181 TL | ||||||||||||||||||
182 PB | 82 | 100 | 181.992674(13) | 55(5) ms | alfa | 178 Hg | 0+ | ||||||||||||
β + ? | 182 TL | ||||||||||||||||||
183 PB | 82 | 101 | 182.991863(31) | 535(30)ms | alfa | 179 Hg | 3/2− | ||||||||||||
β + ? | 183 Tl | ||||||||||||||||||
183 millones de libras | 94(8) keV | 415(20) ms | alfa | 179 Hg | 13/2+ | ||||||||||||||
β + ? | 183 Tl | ||||||||||||||||||
ÉL ? | 183 PB | ||||||||||||||||||
184 PB | 82 | 102 | 183.988136(14) | 490(25)ms | α (80%) | 180 Hg | 0+ | ||||||||||||
β + ? (20%) | 184 TL | ||||||||||||||||||
185 PB | 82 | 103 | 184.987610(17) | 6.3(4) s | β + (66%) | 185 tls | 3/2− | ||||||||||||
alfa (34%) | 181 Hg | ||||||||||||||||||
185 m de plomo [número 9] | 70(50) keV | 4.07(15) s | α (50%) | 181 Hg | 13/2+ | ||||||||||||||
β + ? (50%) | 185 tls | ||||||||||||||||||
186 PB | 82 | 104 | 185.984239(12) | 4.82(3) s | β + ? (60%) | 186 tls | 0+ | ||||||||||||
α (40%) | 182 Hg | ||||||||||||||||||
187 PB | 82 | 105 | 186.9839108(55) | 15.2(3) s | β + (90,5%) | 187 tls | 3/2− | ||||||||||||
α (9,5%) | 183 Hg | ||||||||||||||||||
187 m de plomo [número 9] | 19(10) keV | 18.3(3) s | β + (88%) | 187 tls | 13/2+ | ||||||||||||||
alfa (12%) | 183 Hg | ||||||||||||||||||
188 PB | 82 | 106 | 187.980879(11) | 25.1(1) s | β + (91,5%) | 188 tls | 0+ | ||||||||||||
α (8,5%) | 184 Hg | ||||||||||||||||||
188m1 de plomo | 2577,2(4) keV | 800(20)ns | ÉL | 188 PB | 8− | ||||||||||||||
188m2 de superficie | 2709,8(5) keV | 94(12) ns | ÉL | 188 PB | 12+ | ||||||||||||||
188 m3 de plomo | 4783,4(7) keV | 440(60) ns | ÉL | 188 PB | (19−) | ||||||||||||||
189 PB | 82 | 107 | 188.980844(15) | 39(8) s | β + (99,58%) | 189 Tl | 3/2− | ||||||||||||
α (0,42%) | 185 Hg | ||||||||||||||||||
189m1 de plomo | 40(4) keV | 50,5(21) s | β + (99,6%) | 189 Tl | 13/2+ | ||||||||||||||
α (0,4%) | 185 Hg | ||||||||||||||||||
¿ÉL? | 189 PB | ||||||||||||||||||
189m2 de superficie | 2475(4) keV | 26(5) microsegundos | ÉL | 189 PB | 31/2− | ||||||||||||||
190 PB | 82 | 108 | 189.978082(13) | 71(1) s | β + (99,60%) | 190 tls | 0+ | ||||||||||||
α (0,40%) | 186Hg | ||||||||||||||||||
190m1 de plomo | 2614,8(8) keV | 150(14) ns | ÉL | 190 PB | 10+ | ||||||||||||||
190m2 de superficie | 2665(50)# keV | 24,3(21) μs | ÉL | 190 PB | (12+) | ||||||||||||||
190 m3 de plomo | 2658,2(8) keV | 7,7(3) μs | ÉL | 190 PB | 11− | ||||||||||||||
191 PB | 82 | 109 | 190.9782165(71) | 1,33(8) minutos | β + (99,49%) | 191 tl | 3/2− | ||||||||||||
α (0,51%) | 187 Hg | ||||||||||||||||||
191m1 de plomo | 58(10) keV | 2,18(8) minutos | β + (99,98%) | 191 tl | 13/2+ | ||||||||||||||
α (0,02%) | 187 Hg | ||||||||||||||||||
191m2 de superficie | 2659(10) keV | 180(80) ns | ÉL | 191 PB | 33/2+ | ||||||||||||||
192 PB | 82 | 110 | 191.9757896(61) | 3,5(1) minutos | β + (99,99%) | 192 TL | 0+ | ||||||||||||
α (0,0059%) | 188 Hg | ||||||||||||||||||
192m1 de plomo | 2581,1(1) keV | 166(6) ns | ÉL | 192 PB | 10+ | ||||||||||||||
192m2 de superficie | 2625,1(11) keV | 1,09(4) μs | ÉL | 192 PB | 12+ | ||||||||||||||
192 m3 de plomo | 2743,5(4) keV | 756(14) ns | ÉL | 192 PB | 11− | ||||||||||||||
193 PB | 82 | 111 | 192.976136(11) | 4 libras mín. | β + ? | 193 Tl | 3/2−# | ||||||||||||
193m1 de plomo | 93(12) keV | 5,8(2) minutos | β + | 193 Tl | 13/2+ | ||||||||||||||
193m2 de superficie | 2707(13) keV | 180(15) ns | ÉL | 193 PB | 33/2+ | ||||||||||||||
194 PB | 82 | 112 | 193.974012(19) | 10,7(6) minutos | β + | 194 Tl | 0+ | ||||||||||||
α (7,3 × 10 −6 %) | 190 Hg | ||||||||||||||||||
194m1 de plomo | 2628,1(4) keV | 370(13) ns | ÉL | 194 PB | 12+ | ||||||||||||||
194m2 de superficie | 2933,0(4) keV | 133(7) ns | ÉL | 194 PB | 11− | ||||||||||||||
195 PB | 82 | 113 | 194.9745162(55) | 15.0(14) minutos | β + | 195 tls | 3/2- | ||||||||||||
195m1 de plomo | 202,9(7) keV | 15.0(12) minutos | β + | 195 tls | 13/2+ | ||||||||||||||
¿ÉL? | 195 PB | ||||||||||||||||||
195m2 de superficie | 1759,0(7) keV | 10,0(7) μs | ÉL | 195 PB | 21/2− | ||||||||||||||
195 m3 de plomo | 2901,7(8) keV | 95(20) ns | ÉL | 195 PB | 33/2+ | ||||||||||||||
196 PB | 82 | 114 | 195.9727876(83) | 37(3) minutos | β + | 196 Tl | 0+ | ||||||||||||
α (<3×10 −5 %) | 192 Hg | ||||||||||||||||||
196m1 de plomo | 1797,51(14) keV | 140(14) ns | ÉL | 196 PB | 5− | ||||||||||||||
196m2 de superficie | 2694,6(3) keV | 270(4) ns | ÉL | 196 PB | 12+ | ||||||||||||||
197 PB | 82 | 115 | 196.9734347(52) | 8.1(17) minutos | β + | 197 Tl | 3/2− | ||||||||||||
197m1 de plomo | 319,31(11) keV | 42,9(9) minutos | β + (81%) | 197 Tl | 13/2+ | ||||||||||||||
TI (19%) | 197 PB | ||||||||||||||||||
197m2 de superficie | 1914,10(25) keV | 1,15(20) μs | ÉL | 197 PB | 21/2− | ||||||||||||||
198 PB | 82 | 116 | 197.9720155(94) | 2.4(1) horas | β + | 198 Tl | 0+ | ||||||||||||
198m1 de plomo | 2141,4(4) keV | 4,12(7) μs | ÉL | 198 PB | 7− | ||||||||||||||
198m2 de superficie | 2231,4(5) keV | 137(10) ns | ÉL | 198 PB | 9− | ||||||||||||||
198 m3 de plomo | 2821,7(6) keV | 212(4) ns | ÉL | 198 PB | 12+ | ||||||||||||||
199 PB | 82 | 117 | 198.9729126(73) | 90(10) minutos | β + | 199 tls | 3/2− | ||||||||||||
199m1 de plomo | 429,5(27) keV | 12,2(3) minutos | ÉL | 199 PB | (13/2+) | ||||||||||||||
β + ? | 199 tls | ||||||||||||||||||
199m2 de plomo | 2563,8(27) keV | 10,1(2) μs | ÉL | 199 PB | (29/2−) | ||||||||||||||
200 PB | 82 | 118 | 199.971819(11) | 21.5(4) horas | CE | 200 Tl | 0+ | ||||||||||||
200 m1 de plomo | 2183,3(11) keV | 456(6) ns | ÉL | 200 PB | (9−) | ||||||||||||||
200m2 de superficie | 3005,8(12) keV | 198(3) ns | ÉL | 200 PB | 12+) | ||||||||||||||
201 PB | 82 | 119 | 200.972870(15) | 9.33(3)h | β + | 201 tl | 5/2− | ||||||||||||
201m1 de plomo | 629,1(3) keV | 60.8(18) s | ÉL | 201 PB | 13/2+ | ||||||||||||||
β + ? | 201 tl | ||||||||||||||||||
201m2 de superficie | 2953(20) keV | 508(3) ns | ÉL | 201 PB | (29/2−) | ||||||||||||||
202 PB | 82 | 120 | 201.9721516(41) | 5,25(28)×10 4 años | CE | 202 TL | 0+ | ||||||||||||
202m1 de plomo | 2169,85(8) keV | 3.54(2) horas | TI (90,5%) | 202 PB | 9− | ||||||||||||||
β + (9,5%) | 202 TL | ||||||||||||||||||
202m2 de superficie | 4140(50)# keV | 100(3) ns | ÉL | 202 PB | 16+ | ||||||||||||||
202 m3 de plomo | 5300(50)# keV | 108(3) ns | ÉL | 202 PB | 19− | ||||||||||||||
203 PB | 82 | 121 | 202.9733906(70) | 51.924(15) h | CE | 203 Tl | 5/2− | ||||||||||||
203m1 de plomo | 825,2(3) keV | 6.21(8) s | ÉL | 203 PB | 13/2+ | ||||||||||||||
203m2 de superficie | 2949,2(4) keV | 480(7)ms | ÉL | 203 PB | 29/2− | ||||||||||||||
203 m3 de plomo | 2970(50)# keV | 122(4) ns | ÉL | 203 PB | 25/2−# | ||||||||||||||
204 Pb [n.º 10] | 82 | 122 | 203.9730435(12) | Observacionalmente estable [n 11] | 0+ | 0,014(6) | 0,0000–0,0158 [10] | ||||||||||||
204m1 de plomo | 1274,13(5) keV | 265(6) ns | ÉL | 204 PB | 4+ | ||||||||||||||
204m2 de superficie | 2185,88(8) keV | 66,93(10) minutos | ÉL | 204 PB | 9− | ||||||||||||||
204 m3 de plomo | 2264,42(6) keV | 490(70) ns | ÉL | 204 PB | 7− | ||||||||||||||
205 PB | 82 | 123 | 204.9744817(12) | 17.0(9)×10 7 años | CE | 205 tls | 5/2− | ||||||||||||
205m1 de plomo | 2,329(7) keV | 24,2(4) μs | ÉL | 205 PB | 1/2− | ||||||||||||||
205m2 de superficie | 1013,85(3) keV | 5,55(2) ms | ÉL | 205 PB | 13/2+ | ||||||||||||||
205 m3 de plomo | 3195,8(6) keV | 217(5) ns | ÉL | 205 PB | 25/2− | ||||||||||||||
206 Pb [número 10] [número 12] | Radio G [11] | 82 | 124 | 205.9744652(12) | Observacionalmente estable [n 13] | 0+ | 0,241(30) | 0,0190–0,8673 [10] | |||||||||||
206m1 de plomo | 2200,16(4) keV | 125(2) microsegundos | ÉL | 206 PB | 7− | ||||||||||||||
206m2 de superficie | 4027,3(7) keV | 202(3) ns | ÉL | 206 PB | 12+ | ||||||||||||||
207 Pb [número 10] [número 14] | Actinio D | 82 | 125 | 206.9758968(12) | Observacionalmente estable [n 15] | 1/2− | 0,221(50) | 0,0035–0,2351 [10] | |||||||||||
207 millones de libras | 1633,356(4) keV | 806(5) ms | ÉL | 207 PB | 13/2+ | ||||||||||||||
208 Pb [n.º 16] | Torio D | 82 | 126 | 207.9766520(12) | Observacionalmente estable [n 17] | 0+ | 0,524(70) | 0,0338–0,9775 [10] | |||||||||||
208 millones de libras | 4895,23(5) keV | 535(35) ns | ÉL | 208 PB | 10+ | ||||||||||||||
209 PB | 82 | 127 | 208.9810900(19) | 3.235(5)h | β − | 209 Bi | 9/2+ | Rastro [n.° 18] | |||||||||||
210 PB | Radio D Radioplomo Radioplomo | 82 | 128 | 209.9841884(16) | 22.20(22) años | β − (100%) | 210 Bi | 0+ | Rastro [n° 19] | ||||||||||
α (1,9 × 10 −6 %) | 206 Hg | ||||||||||||||||||
210 m1 de plomo | 1194,61(18) keV | 92(10) ns | ÉL | 210 PB | 6+ | ||||||||||||||
210m2 de superficie | 1274,8(3) keV | 201(17) ns | ÉL | 210 PB | 8+ | ||||||||||||||
211 PB | Actinio B | 82 | 129 | 210.9887353(24) | 36.1628(25) minutos | β − | 211 Bi | 9/2+ | Rastro [n 20] | ||||||||||
211 millones de libras | 1719(23) keV | 159(28) ns | ÉL | 211 PB | (27/2+) | ||||||||||||||
212 PB | Torio B | 82 | 130 | 211.9918959(20) | 10.627(6) h | β − | 212 bis | 0+ | Rastro [n 21] | ||||||||||
212 millones de libras | 1335(2) keV | 6,0(8) μs | ÉL | 212 PB | 8+# | ||||||||||||||
213 PB | 82 | 131 | 212.9965608(75) | 10,2(3) minutos | β − | 213 Bi | (9/2+) | Rastro [n.° 18] | |||||||||||
213 millones de libras | 1331,0(17) keV | 260(20) ns | ÉL | 213 PB | (21/2+) | ||||||||||||||
214 PB | Radio B | 82 | 132 | 213.9998035(21) | 27.06(7) minutos | β − | 214 Bi | 0+ | Rastro [n° 19] | ||||||||||
214 millones de libras | 1420(20) keV | 6,2(3) μs | ÉL | 214 PB | 8+# | ||||||||||||||
215 PB | 82 | 133 | 215.004662(57) | 142(11) s | β − | 215 Bi | 9/2+# | ||||||||||||
216Pb | 82 | 134 | 216.00806(22)# | 1,66(20) minutos | β − | 216 Bi | 0+ | ||||||||||||
216 millones de libras | 1514(20) keV | 400(40)ns | ÉL | 216Pb | 8+# | ||||||||||||||
217 PB | 82 | 135 | 217.01316(32)# | 19.9(53) s | β − | 217 Bi | 9/2+# | ||||||||||||
218 PB | 82 | 136 | 218.01678(32)# | 14.8(68) s | β − | 218 Bi | 0+ | ||||||||||||
219 PB | 82 | 137 | 219.02214(43)# | 3# s [>300 ns] | β− ? | 219 Bi | 11/2+# | ||||||||||||
220 PB | 82 | 138 | 220.02591(43)# | 1# s [>300 ns] | β− ? | 220 Bi | 0+ | ||||||||||||
Encabezado y pie de página de esta tabla: |
CE: | Captura de electrones |
ÉL: | Transición isomérica |
El 206 Pb es el paso final en la cadena de desintegración del 238 U , la "serie del radio" o "serie del uranio". En un sistema cerrado, con el tiempo, una masa dada de 238 U se desintegrará en una secuencia de pasos que culminarán en 206 Pb. La producción de productos intermedios finalmente alcanza un equilibrio (aunque esto lleva mucho tiempo, ya que la vida media del 234 U es de 245.500 años). Una vez que se alcanza este sistema estabilizado, la relación entre el 238 U y el 206 Pb disminuirá de manera constante, mientras que las relaciones de los otros productos intermedios entre sí permanecerán constantes.
Al igual que la mayoría de los radioisótopos que se encuentran en la serie del radio, el 206 Pb se denominó inicialmente como una variación del radio, específicamente radio G. Es el producto de la desintegración tanto del 210 Po (históricamente llamado radio F ) por desintegración alfa , como del mucho más raro 206 Tl ( radio E II ) por desintegración beta .
Se ha propuesto el uso de plomo-206 en el refrigerante de los reactores nucleares de fisión de reproductores rápidos en lugar de utilizar una mezcla de plomo natural (que también incluye otros isótopos de plomo estables) como mecanismo para mejorar la economía de neutrones y suprimir en gran medida la producción no deseada de subproductos altamente radiactivos. [12]
El 204 Pb es completamente primordial y, por lo tanto, es útil para estimar la fracción de los otros isótopos de plomo en una muestra dada que también son primordiales, ya que las fracciones relativas de los diversos isótopos primordiales de plomo son constantes en todas partes. [13] Por lo tanto, se supone que cualquier exceso de plomo-206, -207 y -208 es de origen radiogénico , [13] lo que permite utilizar varios esquemas de datación de uranio y torio para estimar la edad de las rocas (tiempo desde su formación) en función de la abundancia relativa de plomo-204 con respecto a otros isótopos.207 Pb es el final de la serie del actinio a partir del 235 U.
208 Pb es el final de la serie del torio a partir de 232 Th . Si bien solo constituye aproximadamente la mitad de la composición del plomo en la mayoría de los lugares de la Tierra, se puede encontrar enriquecido de forma natural hasta alrededor del 90% en los minerales de torio. [14] 208 Pb es el nucleido estable más pesado conocido y también el núcleo doblemente mágico más pesado conocido, ya que Z = 82 y N = 126 corresponden a capas nucleares cerradas . [15] Como consecuencia de esta configuración particularmente estable, su sección eficaz de captura de neutrones es muy baja (incluso más baja que la del deuterio en el espectro térmico), lo que lo hace de interés para los reactores rápidos refrigerados con plomo .
Se han probado radiofármacos que contienen 212 Pb como agentes terapéuticos para el tratamiento experimental del cáncer con terapia de partículas alfa dirigida . [16]
Como se puede ver en la Tabla I (
187
Re,
210
Pb,
227
Ac y
241
Pu), algunas desintegraciones en estado continuo están prohibidas energéticamente cuando el átomo está completamente ionizado. Esto se debe a que las energías de enlace atómico liberadas por la ionización, es decir, el enlace total de electrones en el átomo neutro,
B
n
, aumenta con
Z
. Si [la
energía de desintegración
]
Q
n
<
B
n
(
Z
+1)-
B
n
(
Z
) , la desintegración
β
del estado continuo
está prohibida energéticamente.
Masas de isótopos de:
Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.