A nikkel izotópjai

A természetben megtalálható nikkel (Ni) öt stabil izotópból áll: ⁵⁸Ni, ⁶⁰Ni, ⁶¹Ni, ⁶²Ni és ⁶⁴Ni, ezek közül a ⁵⁸Ni részaránya a legnagyobb (68,077%).^[1] A ⁵⁸Ni kettős pozitív béta-bomlással ⁵⁸Fe-ra bomolhat.^[2] 26 radioaktív izotópot írtak le, ezek közül a legstabilabb a ⁵⁹Ni (felezési ideje 76 000 év), a ⁶³Ni (100,1 év) és a ⁵⁶Ni (6,077 nap). A többi radioaktív izotóp felezési ideje nem éri el a 60 órát, többségüké 30 másodpercnél is kevesebb. 1 metastabil magizomerje ismert.

Az ismert nikkelizotópok tömegszáma a 48–78 tartományba esik.

Az 1999-ben felfedezett nikkel-48 a neutronban legszegényebb ismert nikkelizotóp. Mivel 28 protont és 20 neutront tartalmaz, – az ²⁰⁸Pb-hoz hasonlóan – kétszeresen mágikus mag, így szokatlanul stabil.^[3]

Nikkel-56 nagy mennyiségben keletkezik az Ia típusú szupernóvákban. Ezek fénygörbéjének lefutása összhangban van a nikkel-56 kobalt-56-tá, majd vas-56-tá történő bomlásával.

A nikkel-58 a nikkel leggyakrabban előforduló izotópja, természetes részaránya 68,077%. Lehetséges forrásai többek között a réz-58 elektronbefogása vagy a cink-59 elektronbefogása és az azt követő protonemisszió.

A nikkel-59 hosszú – 76 000 éves – felezési idejű kozmogén radionuklid, melynek számos izotópgeológiai alkalmazása ismert. Felhasználják meteoritok becsapódási időpontjának meghatározására, valamint jég- és üledékminták világűrből származó portartalmát is meg tudják határozni a segítségével.

A nikkel-61 az egyetlen stabil nikkelizotóp, melynek magspinje nem nulla (I = 3/2), így ez az izotóp alkalmas elektronspin-rezonancia spektroszkópiai vizsgálatokhoz.

Minden elem közül a nikkel-62 magban a legnagyobb az egy nukleonra eső kötési energia, ha a számításba az elektronhéjat is bevonjuk. Ennek az izotópnak a keletkezésekor szabadul fel a legtöbb energia, bár fúzió révén ennél nehezebb izotópok is létrejöhetnek. Például két ⁴⁰Ca atomból fúzió révén ⁸⁰Kr és 4 elektron keletkezhet, melynek során nukleononként 77 keV energia szabadul fel, de a vas–nikkel környéki elemek keletkezésének nagyobb a valószínűsége, mivel ilyenkor bariononként több energia szabadul fel.

Standard atomtömeg: 58,6934(2) u

Táblázat

nuklid jele	Z(p)	N(n)	izotóptömeg (u)	felezési idő	bomlási mód(ok)[4][m 1]	leány- izotóp(ok)[m 2]	magspin	jellemző izotóp- összetétel (móltört)	természetes ingadozás (móltört)
	gerjesztési energia
^48Ni	28	20	48,01975(54)#	10# ms [>500 ns]			0+
^49Ni	28	21	49,00966(43)#	13(4) ms [12(+5−3) ms]			7/2−#
^50Ni	28	22	49,99593(28)#	9,1(18) ms	β^+	^50Co	0+
^51Ni	28	23	50,98772(28)#	30# ms [>200 ns]	β^+	^51Co	7/2−#
^52Ni	28	24	51,97568(9)#	38(5) ms	β^+ (83%)	^52Co	0+
					β^+, p (17%)	^51Fe
^53Ni	28	25	52,96847(17)#	45(15) ms	β^+ (55%)	^53Co	(7/2−)#
					β^+, p (45%)	^52Fe
^54Ni	28	26	53,95791(5)	104(7) ms	β^+	^54Co	0+
^55Ni	28	27	54,951330(12)	204,7(17) ms	β^+	^55Co	7/2−
^56Ni	28	28	55,942132(12)	6,075(10) nap	β^+	^56Co	0+
^57Ni	28	29	56,9397935(19)	35,60(6) óra	β^+	^57Co	3/2−
^58Ni	28	30	57,9353429(7)	Látszólag stabil[m 3]			0+	0,680769(89)
^59Ni	28	31	58,9343467(7)	7,6(5)·10^4 év	EC (99%)	^59Co	3/2−
					β^+ (1,5·10^−5%)[5]
^60Ni	28	32	59,9307864(7)	Stabil			0+	0,262231(77)
^61Ni	28	33	60,9310560(7)	Stabil			3/2−	0,011399(6)
^62Ni[m 4]	28	34	61,9283451(6)	Stabil			0+	0,036345(17)
^63Ni	28	35	62,9296694(6)	100,1(20) év	β^−	^63Cu	1/2−
^63m	87,15(11) keV			1,67(3) µs			5/2−
^64Ni	28	36	63,9279660(7)	Stabil			0+	0,009256(9)
^65Ni	28	37	64,9300843(7)	2,5172(3) óra	β^−	^65Cu	5/2−
^65mNi	63,37(5) keV			69(3) µs			1/2−
^66Ni	28	38	65,9291393(15)	54,6(3) óra	β^−	^66Cu	0+
^67Ni	28	39	66,931569(3)	21(1) s	β^−	^67Cu	1/2−
^67mNi	1007(3) keV			13,3(2) µs	β^−	^67Cu	9/2+
					IT	^67Ni
^68Ni	28	40	67,931869(3)	29(2) s	β^−	^68Cu	0+
^68m1Ni	1770,0(10) keV			276(65) ns			0+
^68m2Ni	2849,1(3) keV			860(50) µs			5−
^69Ni	28	41	68,935610(4)	11,5(3) s	β^−	^69Cu	9/2+
^69m1Ni	321(2) keV			3,5(4) s	β^−	^69Cu	(1/2−)
					IT	^69Ni
^69m2Ni	2701(10) keV			439(3) ns			(17/2−)
^70Ni	28	42	69,93650(37)	6,0(3) s	β^−	^70Cu	0+
^70mNi	2860(2) keV			232(1) ns			8+
^71Ni	28	43	70,94074(40)	2,56(3) s	β^−	^71Cu	1/2−#
^72Ni	28	44	71,94209(47)	1,57(5) s	β^− (>99,9%)	^72Cu	0+
					β^−, n (<0,1%)	^71Cu
^73Ni	28	45	72,94647(32)#	0,84(3) s	β^− (>99,9%)	^73Cu	(9/2+)
					β^−, n (<0,1%)	^72Cu
^74Ni	28	46	73,94807(43)#	0,68(18) s	β^− (>99,9%)	^74Cu	0+
					β^−, n (<0,1%)	^73Cu
^75Ni	28	47	74,95287(43)#	0,6(2) s	β^− (98,4%)	^75Cu	(7/2+)#
					β^−, n (1,6%)	^74Cu
^76Ni	28	48	75,95533(97)#	470(390) ms [0,24(+55−24) s]	β^− (>99,9%)	^76Cu	0+
					β^−, n (<0,1%)	^75Cu
^77Ni	28	49	76,96055(54)#	300# ms [>300 ns]	β^−	^77Cu	9/2+#
^78Ni	28	50	77,96318(118)#	120# ms [>300 ns]	β^−	^78Cu	0+

1. Rövidítések:
   IT: Izomer átmenet
2. A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve
3. A várakozások szerint β⁺β⁺-bomlással ⁵⁸Fe-cá alakul több mint 7·10²⁰ év felezési idővel
4. Az összes nuklid közül a legnagyobb egy nukleonra eső kötési energia

Megjegyzések

• A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
• A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.
• A nuklidok tömegének forrása a IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO)
• Az izotópok előfordulási gyakoriságának forrása a IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

Hivatkozások

1. Isotopes of the Element Nickel. Science education. Jefferson Lab
2. decay modes of Fe-58 vs Ni-58
3. Discovery of doubly magic nickel. CERN Courier, 2000. március 15. (Hozzáférés: 2013. április 2.)
4. Nucleonica: Universal Nuclide Chart
5. http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1026214310645#page-2

• Izotóptömegek:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.) 
• Izotópösszetétel és standard atomtömegek:
  • 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. o. DOI:10.1351/pac200375060683. 
  • M. E. Wieser (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11), 2051–2066. o. DOI:10.1351/pac200678112051.Laikus összefoglaló 
• A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.) 
  • National Nuclear Data Center: NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. (Hozzáférés: 2005. szeptember 1.)
  • N. E. Holden.szerk.: D. R. Lide: Table of the Isotopes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th, CRC Press, Section 11. o. (2004). ISBN 978-0-8493-0485-9 

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of nickel című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

A kobalt izotópjai	A nikkel izotópjai	A réz izotópjai
Izotópok listája