Isotopen van ijzer
Het chemisch element ijzer (Fe), met een atoommassa van 55,845(2) u, bezit 4 stabiele isotopen: 54Fe, 56Fe, 57Fe en 58Fe, waarvan 56Fe het meest abundant is (ongeveer 92%). De overige 24 radio-isotopen zijn onstabiel en hebben een relatief korte halveringstijd (de meeste minder dan een seconde).
De kortstlevende isotoop van ijzer is 45Fe, met een halfwaardetijd van ongeveer 4,9 milliseconden. De langstlevende is 60Fe, met een halfwaardetijd van 2,6 miljoen jaar.
IJzer-54
De isotoop 54Fe wordt ervan verdacht via een dubbel bètaverval te vervallen tot de stabiele isotoop 54Cr. IJzer-54 heeft een halfwaardetijd van meer dan 31 triljard jaar en kan dus de facto als stabiel worden beschouwd. Dit omdat de halfwaardetijd miljarden malen groter is dan de leeftijd van het universum.
IJzer-56
De meest voorkomende isotoop van ijzer, ijzer-56, is een van de meest stabiele en bekende isotopen. Hoewel vaak het misverstand opduikt dat het de hoogste kernbindingsenergie zou bezitten, is het wel zo dat de vorming van dit nuclide in de kern van een ster leidt tot de uiteindelijke dood ervan (wegens de hoge stabiliteit van de atoomkern). De ster explodeert dan in een supernova. IJzer-56 bezit de laagste massa per nucleon: 930,412 MeV/c².
Het nuclide met de hoogste kernbindingsenergie (8,79 MeV) is nikkel-62.
IJzer-57
IJzer-57 is een van de enige isotopen die kan gebruikt worden in de Mössbauerspectroscopie, vanwege de minieme variatie in energie van de nucleaire transitie.[1] IJzer-57 is een stabiele isotoop van ijzer, met een relatieve aanwezigheid van ongeveer 2%.
IJzer-60
IJzer-60 is de isotoop van ijzer met de langste halfwaardetijd: (2,62 ± 0,04) × 106 jaar. Deze waarde werd in 2009 door een Duitse studie als nieuwe waarde gevonden.[2] Tot dan toe werd aangenomen dat de halfwaardetijd (1,49 ± 0,27) × 106 jaar bedroeg. Deze nieuwe waarde had grote consequenties voor de interpretatie van de nucleosynthese in het heelal.
IJzer-60 vervalt via bètaverval tot de radioactieve isotoop kobalt-60, die zelf opnieuw via bèta-verval overgaat tot de stabiele isotoop nikkel-60.
Overzicht
| Nuclide | Z (p) | N (n) | Isotopische massa (u) | Halveringstijd | Radioactief verval | VP | Kernspin | Isotopische verhouding (molfractie) |
Natuurlijk voorkomen (molfractie) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Excitatie-energie | |||||||||
| 45Fe | 26 | 19 | 45,01458(24) | 4,9(15) ms | p | 44Mn | 3/2+ | ||
| 2p | 43Cr | ||||||||
| 46Fe | 26 | 20 | 46,00081(38) | 9(4) ms | β+ (> 99,9%) | 46Mn | 0+ | ||
| β+, p (< 0,1%) | 45Cr | ||||||||
| 47Fe | 26 | 21 | 46,99289(28) | 21,8(7) ms | β+ (> 99,9%) | 47Mn | 7/2− | ||
| β+, p (< 0,1%) | 46Cr | ||||||||
| 48Fe | 26 | 22 | 47,98050(8) | 44(7) ms | β+ (96,41%) | 48Mn | 0+ | ||
| β+, p (3,59%) | 47Cr | ||||||||
| 49Fe | 26 | 23 | 48,97361(16) | 70(3) ms | β+, p (52%) | 48Cr | (7/2−) | ||
| β+ (48%) | 49Mn | ||||||||
| 50Fe | 26 | 24 | 49,96299(6) | 155(11) ms | β+ (> 99,9%) | 50Mn | 0+ | ||
| β+, p (< 0,1%) | 49Cr | ||||||||
| 51Fe | 26 | 25 | 50,956820(16) | 305(5) ms | β+ | 51Mn | 5/2− | ||
| 52Fe | 26 | 26 | 51,948114(7) | 8,275(8) uur | β+ | 52Mn | 0+ | ||
| 52mFe | 6,81(13) MeV | 45,9(6) s | β+ | 52Mn | (12+) | ||||
| 53Fe | 26 | 27 | 52,9453079(19) | 8,51(2) min | β+ | 53Mn | 7/2− | ||
| 53mFe | 3040,4(3) keV | 2,526(24) min | IT | 53Fe | 19/2− | ||||
| 54Fe | 26 | 28 | 53,9396105(7) | stabiel | 0+ | 0,05845(35) | 0,05837 - 0,05861 | ||
| 54mFe | 6526,9(6) keV | 364(7) ns | 10+ | ||||||
| 55Fe | 26 | 29 | 54,9382934(7) | 2,737(11) jaar | EV | 55Mn | 3/2− | ||
| 56Fe | 26 | 30 | 55,9349375(7) | stabiel | 0+ | 0,91754(36) | 0,91742 - 0,91760 | ||
| 57Fe | 26 | 31 | 56,9353940(7) | stabiel | 1/2− | 0,02119(10) | 0,02116 - 0,02121 | ||
| 58Fe | 26 | 32 | 57,9332756(8) | stabiel | 0+ | 0,00282(4) | 0,00281 - 0,00282 | ||
| 59Fe | 26 | 33 | 58,9348755(8) | 44,495(9) dagen | β− | 59Co | 3/2− | ||
| 60Fe | 26 | 34 | 59,934072(4) | 2,6 × 106 jaar | β− | 60Co | 0+ | ||
| 61Fe | 26 | 35 | 60,936745(21) | 5,98(6) min | β− | 61Co | 3/2−, 5/2− | ||
| 61mFe | 861(3) keV | 250(10) ns | 9/2+ | ||||||
| 62Fe | 26 | 36 | 61,936767(16) | 68(2) s | β− | 62Co | 0+ | ||
| 63Fe | 26 | 37 | 62,94037(18) | 6,1(6) s | β− | 63Co | 5/2− | ||
| 64Fe | 26 | 38 | 63,9412(3) | 2,0(2) s | β− | 64Co | 0+ | ||
| 65Fe | 26 | 39 | 64,94538(26) | 1,3(3) s | β− | 65Co | 1/2− | ||
| 65mFe | 364(3) keV | 430(130) ns | (5/2−) | ||||||
| 66Fe | 26 | 40 | 65,94678(32) | 440(40) ms | β− (> 99,9%) | 66Co | 0+ | ||
| β−, n (< 0,1%) | 65Co | ||||||||
| 67Fe | 26 | 41 | 66,95095(45) | 394(9) ms | β− (> 99,9%) | 67Co | 1/2− | ||
| β−, n (< 0,1%) | 66Co | ||||||||
| 67mFe | 367(3) keV | 64(17) µs | (5/2−) | ||||||
| 68Fe | 26 | 42 | 67,95370(75) | 187(6) ms | β− (> 99,9%) | 68Co | 0+ | ||
| β−, n (< 0,1%) | 67Co | ||||||||
| 69Fe | 26 | 43 | 68,95878(54) | 109(9) ms | β− (> 99,9%) | 69Co | 1/2− | ||
| β−, n (< 0,1%) | 68Co | ||||||||
| 70Fe | 26 | 44 | 69,96146(64) | 94(17) ms | 0+ | ||||
| 71Fe | 26 | 45 | 70,96672(86) | 30 ms | 7/2+ | ||||
| 72Fe | 26 | 46 | 71,96962(86) | 10 ms | 0+ | ||||
Overzicht van isotopen per element
| 1 | 18 | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | H | 2 | Periodiek systeem | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | He | |||||||||
| 2 | Li | Be | De links verwijzen naar isotopen per element | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||
| 3 | Na | Mg | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Al | Si | P | S | Cl | Ar |
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| 6 | Cs | Ba | ↓ | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | ↓↓ | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
| Lanthaniden | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||
| Actiniden | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | |||
- (en) R.B. Firestone, S.Y. Frank Chu & C.M. Baglin (1999) - Table of Isotopes (online versie van de cd-rom)
- (en) G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot & O. Bersillon (2003) - The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties, Nuclear Physics A, 729, pp. 3-128
- (en) J.R. de Laeter, J.K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H.S. Peiser, K.J.R. Rosman & P.D.P. Taylor (2003) - Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 75 (6), pp. 683–800
- (en) M.E. Wieser (2006) - Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 78 (11), pp. 2051–2066
- (en) David R. Lide (2004) - CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.), hoofdstuk 11, CRC Press - ISBN 978-0849304859
- ↑ (en) R. Nave - Mossbauer Effect in Iron-57, HyperPhysics, Georgia State University
- ↑ (en) G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D. Schumann, N. Kivel, I. Günther-Leopold, R. Weinreich & M. Wohlmuther - New Measurement of the 60Fe Half-Life, Physical Review Letters 103 (7), p. 72.502
· 
· 