Isotopes du cérium
Le cérium (Ce, numéro atomique 58) possède 39 isotopes connus, de nombre de masse variant de 119 à 157, ainsi que 10 isomères nucléaires. Parmi eux, quatre sont stables : 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce, et forment l'intégralité du cérium naturel, 140Ce étant majoritaire. On attribue au cérium une masse atomique standard de 140,116(1) u.
Le cérium possède donc des radioisotopes, tous artificiels, et un nombre important d'entre eux ont une demi-vie se comptant en jours : 144Ce (284,91 jours), 139Ce (137,641 jours), 143Ce (33,039 jours), 141Ce (32,508 jours), 135Ce (17,7 jours), 137Ce (9 jours) et 134Ce (3,16 jours). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, et la plupart inférieure à une minute.
Parmi les isomères nucléaires celui à la plus longue demi-vie est 137mCe (34,4 jours).
Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent tous principalement par émission de positron (désintégration β+) en isotopes du lanthane, à l’exception de 134Ce et 139Ce qui se désintègrent par capture électronique, également en isotopes du lanthane. Les isotopes les plus lourds se désintègrent eux tous par désintégration β− en isotopes du praséodyme.
Cérium naturel
[modifier | modifier le code]Le cérium naturel est composé des quatre isotopes stables 136Ce, 138Ce, 140Ce et 142Ce. Parmi ceux-ci, 136Ce, 138Ce et 142Ce sont théoriquement capables de désintégration bêta bien que le phénomène n'ait jamais été observé.
Isotope | Abondance
(pourcentage molaire) |
Gamme de variation
naturelle |
---|---|---|
136Ce | 0,185 (2) % | 0,185 - 0,186 |
138Ce | 0,251 (2) % | 0,251 - 0,254 |
140Ce | 88,450 (51) % | |
142Ce | 11,114 (51) % |
Table des isotopes
[modifier | modifier le code]Symbole de l'isotope |
Z (p) | N (n) | Masse isotopique (u) | Demi-vie[n 1] | Mode(s) de désintégration[1],[n 2] |
Isotope(s)
-fils[n 3] |
Spin
nucléaire |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Énergie d'excitation | |||||||
119Ce | 58 | 61 | 118,95276(64)# | 200# ms | β+ | 119La | 5/2+# |
120Ce | 58 | 62 | 119,94664(75)# | 250# ms | β+ | 120La | 0+ |
121Ce | 58 | 63 | 120,94342(54)# | 1,1(1) s | β+ | 121La | (5/2)(+#) |
122Ce | 58 | 64 | 121,93791(43)# | 2# s | β+ | 122La | 0+ |
β+, p | 121Ba | ||||||
123Ce | 58 | 65 | 122,93540(32)# | 3,8(2) s | β+ | 123La | (5/2)(+#) |
β+, p | 122Ba | ||||||
124Ce | 58 | 66 | 123,93041(32)# | 9,1(12) s | β+ | 124La | 0+ |
125Ce | 58 | 67 | 124,92844(21)# | 9,3(3) s | β+ | 125La | (7/2−) |
β+, p | 124Ba | ||||||
126Ce | 58 | 68 | 125,92397(3) | 51,0(3) s | β+ | 126La | 0+ |
127Ce | 58 | 69 | 126,92273(6) | 29(2) s | β+ | 127La | 5/2+# |
128Ce | 58 | 70 | 127,91891(3) | 3,93(2) min | β+ | 128La | 0+ |
129Ce | 58 | 71 | 128,91810(3) | 3,5(3) min | β+ | 129La | (5/2+) |
130Ce | 58 | 72 | 129,91474(3) | 22,9(5) min | β+ | 130La | 0+ |
130mCe | 2453,6(3) keV | 100(8) ns | (7−) | ||||
131Ce | 58 | 73 | 130,91442(4) | 10,2(3) min | β+ | 131La | (7/2+) |
131mCe | 61,8(1) keV | 5,0(10) min | β+ | 131La | (1/2+) | ||
132Ce | 58 | 74 | 131,911460(22) | 3,51(11) h | β+ | 132La | 0+ |
132mCe | 2340,8(5) keV | 9,4(3) ms | TI | 132Ce | (8−) | ||
133Ce | 58 | 75 | 132,911515(18) | 97(4) min | β+ | 133La | 1/2+ |
133mCe | 37,1(8) keV | 4,9(4) j | β+ | 133La | 9/2− | ||
134Ce | 58 | 76 | 133,908925(22) | 3,16(4) j | CE | 134La | 0+ |
135Ce | 58 | 77 | 134,909151(12) | 17,7(3) j | β+ | 135La | 1/2(+) |
135mCe | 445,8(2) keV | 20(1) s | TI | 135Ce | (11/2−) | ||
136Ce | 58 | 78 | 135,907172(14) | Observé stable[n 4] | 0+ | ||
136mCe | 3095,5(4) keV | 2,2(2) µs | 10+ | ||||
137Ce | 58 | 79 | 136,907806(14) | 9,0(3) j | β+ | 137La | 3/2+ |
137mCe | 254,29(5) keV | 34,4(3) j | TI (99,22 %) | 137Ce | 11/2− | ||
β+ (0,779 %) | 137La | ||||||
138Ce | 58 | 80 | 137,905991(11) | Observé stable[n 5] | 0+ | ||
138mCe | 2129,17(12) keV | 8,65(20) ms | TI | 138Ce | 7- | ||
139Ce | 58 | 81 | 138,906653(8) | 137,641(20) j | CE | 139La | 3/2+ |
139mCe | 754,24(8) keV | 56,54(13) s | TI | 139Ce | 11/2− | ||
140Ce[n 6] | 58 | 82 | 139,9054387(26) | Stable[n 7] | 0+ | ||
140mCe | 2107,85(3) keV | 7,3(15) µs | 6+ | ||||
141Ce[n 6] | 58 | 83 | 140,9082763(26) | 32,508(13) j | β− | 141Pr | 7/2− |
142Ce[n 6] | 58 | 84 | 141,909244(3) | Observé stable[n 8] | 0+ | ||
143Ce[n 6] | 58 | 85 | 142,912386(3) | 33,039(6) j | β− | 143Pr | 3/2− |
144Ce[n 6] | 58 | 86 | 143,913647(4) | 284,91(5) j | β− | 144mPr | 0+ |
145Ce | 58 | 87 | 144,91723(4) | 3,01(6) min | β− | 145Pr | (3/2−) |
146Ce | 58 | 88 | 145,91876(7) | 13,52(13) min | β− | 146Pr | 0+ |
147Ce | 58 | 89 | 146,92267(3) | 56,4(10) s | β− | 147Pr | (5/2−) |
148Ce | 58 | 90 | 147,92443(3) | 56(1) s | β− | 148Pr | 0+ |
149Ce | 58 | 91 | 148,9284(1) | 5,3(2) s | β− | 149Pr | (3/2−)# |
150Ce | 58 | 92 | 149,93041(5) | 4,0(6) s | β− | 150Pr | 0+ |
151Ce | 58 | 93 | 150,93398(11) | 1,02(6) s | β− | 151Pr | 3/2−# |
152Ce | 58 | 94 | 151,93654(21)# | 1,4(2) s | β− | 152Pr | 0+ |
153Ce | 58 | 95 | 152,94058(43)# | 500# ms [>300 ns] | β− | 153Pr | 3/2−# |
154Ce | 58 | 96 | 153,94342(54)# | 300# ms [>300 ns] | β− | 154Pr | 0+ |
155Ce | 58 | 97 | 154,94804(64)# | 200# ms [>300 ns] | β− | 155Pr | 5/2−# |
156Ce | 58 | 98 | 155,95126(64)# | 150# ms | β− | 156Pr | 0+ |
157Ce | 58 | 99 | 156,95634(75)# | 50# ms | β− | 157Pr | 7/2+# |
- En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
- Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique. - Isotopes stables en gras.
- Théoriquement capable de β+β+ en 136Ba avec une demi-vie supérieure à 38��1015 années
- Théoriquement capable de β+β+ en 138Ba avec une demi-vie supérieure à 150×1012 années
- Produit de fission
- Théoriquement capable de fission spontanée
- Théoriquement capable de β−β− en 142Nd avec une demi-vie supérieure à 50×1015 années
Remarques
[modifier | modifier le code]- L'évaluation de la composition isotopique est valable pour la plupart des échantillons commerciaux, mais pas tous.
- Il existe des échantillons géologiques exceptionnels dont la composition isotopique est en dehors de l'échelle donnée. L'incertitude sur la masse atomique de tels spécimens peut excéder les valeurs données.
- Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
- Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent des incertitudes élargies.
Notes et références
[modifier | modifier le code]Notes
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Références
[modifier | modifier le code]- Masse des isotopes issue de :
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- Compositions isotopiques et masses atomiques standards issues de :
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, no 6, , p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
- M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, no 11, , p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
- Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en )
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, , 85e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of cerium » (voir la liste des auteurs).
1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | 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 | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |