Anexo:Isótopos de calcio
El calcio (Ca) tiene un total de veinticuatro isótopos, desde 34Ca a 57Ca. Existen cinco isótopos estables observados (40Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca y 46Ca), más un isótopo (48Ca) con una vida media lo suficientemente larga que para todo propósito práctico, puede ser considerado estable. El isótopo más abundante, 40Ca, así como el raro 46Ca, son teóricamente inestables por razones energéticas, pero su desintegración no ha sido observada. El calcio también tiene un isótopo cosmogénico, el radiactivo 41Ca, que tiene un período de semidesintegración de 102 000 años. A diferencia de los isótopos cosmogénicos, que son producidos en la atmósfera, el 41Ca es producido por la activación de neutrones de 40Ca. La mayor parte de su producción se encuentra aproximadamente en el metro superior de la columna del suelo, donde el flujo de neutrones cosmogénicos todavía es lo suficientemente fuerte. 41Ca ha recibido mucha atención en estudios estelares porque se desintegra en 41K, un indicador crítico de anomalías del sistema solar. El radioisótopo artificial más estable es 45Ca, con un período de semidesintegración de 163 días.
Todos los otros isótopos tienen períodos de semidesintegración de 163 días o menos, la mayoría de menos de un minuto. El menos estable es 34Ca con un período de semidesintegración inferior a 35 nanosegundos.
40Ca representa aproximadamente el 97 % del calcio en su forma natural. 40Ca también es uno de los productos de desintegración de 40K junto con 40Ar. Mientras que la datación K-Ar ha sido ampliamente usada en geología, la prevalencia de 40Ca en la naturaleza ha impedido su uso como método de datación. Las técnicas que utilizan espectrometría de masas y una dilución de isótopos de doble pico han sido utilizadas para la datación con K-Ca.
Tabla
| símbolo de |
N(n) | masa isotópica (u) |
período de semidesintegración[n 1] |
modo(s) de desintegración |
isótopo(s) producto(s) de desintegración[n 2] |
espín nuclear |
composición isotópica representativa (fracción molar) |
rango de variación natural (fracción molar) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 34Ca | 20 | 14 | 34.01412(32)# | <35 ns | p | 33K | 0+ | ||
| 35Ca | 20 | 15 | 35.00494(21)# | 25.7(2) ms | β+ (>99.9%) | 35K | 1/2+# | ||
| β+, p (<.1%) | 34Ar | ||||||||
| 36Ca | 20 | 16 | 35.99309(4) | 102(2) ms | β+, p (56.8%) | 35Ar | 0+ | ||
| β+ (43.2%) | 36K | ||||||||
| 37Ca | 20 | 17 | 36.985870(24) | 181.1(10) ms | β+, p (74.5%) | 36Ar | (3/2+) | ||
| β+ (25.5%) | 37K | ||||||||
| 38Ca | 20 | 18 | 37.976318(5) | 440(8) ms | β+ | 38K | 0+ | ||
| 39Ca | 20 | 19 | 38.9707197(20) | 859.6(14) ms | β+ | 39K | 3/2+ | ||
| 40Ca[n 3] | 20 | 20 | 39.96259098(22) | Estable observacionalmente[n 4] | 0+ | 0.96941(156) | 0.96933-0.96947 | ||
| 41Ca | 20 | 21 | 40.96227806(26) | 1.02(7)×105 a | Captura de electrones | 41K | 7/2- | trazas[n 5] | |
| 42Ca | 20 | 22 | 41.95861801(27) | Estable | 0+ | 0.00647(23) | 0.00646-0.00648 | ||
| 43Ca | 20 | 23 | 42.9587666(3) | Estable | 7/2- | 0.00135(10) | 0.00135-0.00135 | ||
| 44Ca | 20 | 24 | 43.9554818(4) | Estable | 0+ | 0.02086(110) | 0.02082-0.02092 | ||
| 45Ca | 20 | 25 | 44.9561866(4) | 162.67(25) d | β- | 45Sc | 7/2- | ||
| 46Ca | 20 | 26 | 45.9536926(24) | Estable observacionalmente[n 6] | 0+ | 4(3)×10−5 | 4×10−5-4×10−5 | ||
| 47Ca | 20 | 27 | 46.9545460(24) | 4.536(3) d | β- | 47Sc | 7/2- | ||
| 48Ca[n 7] | 20 | 28 | 47.952534(4) | 43(38)×1018 a | β-β-[n 8] | 48Ti | 0+ | 0.00187(21) | 0.00186-0.00188 |
| 49Ca | 20 | 29 | 48.955674(4) | 8.718(6) min | β- | 49Sc | 3/2- | ||
| 50Ca | 20 | 30 | 49.957519(10) | 13.9(6) s | β- | 50Sc | 0+ | ||
| 51Ca | 20 | 31 | 50.9615(1) | 10.0(8) s | β- (>99.9%) | 51Sc | (3/2-)# | ||
| β-, n (<.1%) | 50Sc | ||||||||
| 52Ca | 20 | 32 | 51.96510(75) | 4.6(3) s | β- (98%) | 52Sc | 0+ | ||
| β-, n (2%) | 51Sc | ||||||||
| 53Ca | 20 | 33 | 52.97005(54)# | 90(15) ms | β- (70%) | 53Sc | 3/2-# | ||
| β-, n (30%) | 52Sc | ||||||||
| 54Ca | 20 | 34 | 53.97435(75)# | 50# ms [>300 ns] | β-, n | 53Sc | 0+ | ||
| β- | 54Sc | ||||||||
| 55Ca | 20 | 35 | 54.98055(75)# | 30# ms [>300 ns] | β- | 55Sc | 5/2-# | ||
| 56Ca | 20 | 36 | 55.98557(97)# | 10# ms [>300 ns] | β- | 56Sc | 0+ | ||
| 57Ca | 20 | 37 | 56.99236(107)# | 5# ms | β- | 57Sc | 5/2-# | ||
| β-, n | 56Sc | ||||||||
- En negrita los isótopos con períodos de semidesintegración mayores a la edad del universo (casi estable)
- En negrita los isótopos estables
- Núclido más pesado con igual número de protones y neutrones, sin que se haya observado desintegración
- Se cree que experimenta una desintegración β+β+ a 40Ar, con un período de semidesintegración no menor a 5.9×1021 a
- Núclido cosmogénico
- Se cree que experimenta una desintegración β-β- a 46Ti, con un período de semidesintegración no menor que 2.8×1015 a
- Radionúclido primordial
- Núclido más liviano conocido que experimenta doble desintegración beta
Notas
- La composición isotópica evaluada es para la mayoría, pero no para todas las muestras comerciales.
- La precisión de la abundancia de isótopos y la masa atómica se limita mediante variaciones. Los rangos indicados deben ser aplicables a cualquier material terrestre normal.
- Las muestras geológicamente excepcionales son conocidas en las que la composición isotópica se encuentra fuera del rango reportado. La incertidumbre en la masa atómica puede exceder el valor indicado para tales especímenes.
- Los valores marcados con # no derivan meramente de los datos experimentales, pero al menos en parte de tendencias sistemáticas. Espines con argumentos de asignación débiles se incluyen entre paréntesis.
- Las incertidumbres se dan en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes. Los valores de incertidumbre indican una desviación estándar. Los valores de la IUPAC son incertidumbres expandidas.
Bibliografía
Masas de isótopos
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot y O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A (en inglés) 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman y P. D. P. Taylor (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry (en inglés) 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry (en inglés) 78 (11): 2051-2066. doi:10.1351/pac200678112051. Resumen divulgativo.
Períodos de semidesintegración, espín y datos de isómeros
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- National Nuclear Data Center. «NuDat 2.1 database». Brookhaven National Laboratory. Consultado el septiembre de 2005.
- N. E. Holden (2004). «Table of the Isotopes». En D. R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics (en inglés) (85 edición). CRC Press. Sección 11. ISBN 978-0-8493-0485-9.
Enlaces externos
- Hogan, C. Michael (8 de agosto de 2010). Andy Jorgensen; Cutler J. Cleveland, ed. «Calcium». Washington DC: The Enciclopedia of Earth, National Council for Science and the Environment. Consultado el 30 de abril de 2013.
- Calcium isotopes data from The Berkeley Laboratory Isotopes Project's
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