Isotopes du soufre

Le soufre (S) possède 25 isotopes et un isomère nucléaire connus, de nombre de masse variant de 26 à 49, dont quatre sont stables : 32S (très majoritaire), 33S, 34S et 36S, pour une masse atomique standard de 32,065(5) u. La prépondérance du soufre 32 est expliquée par sa production à partir du carbone 12 par fusion successive avec cinq noyaux d'hélium 4 dans les réactions alpha précédant les explosions en supernova de type II (voir aussi Fusion du silicium).

Le radioisotope à la demi-vie la plus longue est 35S, avec 87,5 jours, suivi de 38S (170 minutes) et 37S (5 minutes). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 1 minute, voire pour une grande partie d'entre eux inférieure à la seconde. L'isotope à la durée de vie la plus courte est 49S, avec une demi-vie inférieure à 200 nanosecondes. Les isotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par émission de positron (β+) en isotopes du phosphore, les plus lourds par désintégration β− en isotopes du chlore.

35S est formé par la spallation des rayons cosmiques de l'argon 40 de l'atmosphère.

Soufre naturel

Le soufre naturel est constitué des quatre isotopes stables 32S, 33S, 34S et 36S, avec des traces de 35S cosmogénique.

La variabilité de la fraction de soufre 34 dans un échantillon peut être cartographiée dans des isoscapes (en) et être utilisée conjointement à celles d'isotopes d'autres éléments à des fins de traçage de matériel archéologique[1]. En effet le collagène extrait de restes humains contient du soufre apporté par l'alimentation, et la proportion de soufre 34 y est la même que celle dans l'environnement où la nourriture a été produite pour peu que l'individu ait eu un régime local et pauvre en fruits de mer[1].

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

 Gamme de variations
32S 94,93 (31) % 94,454 – 95,281
33S 0,76 (2) % 0,730 – 0,793
34S 4,29 (28) % 3,976 – 4,734
35S Traces
36S 0,02 (1) % 0,013 – 0,027

Table des isotopes
Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) masse isotopique (u) Demi-vie Mode(s) de
désintégration[2]		 Isotope(s)-fils[n 1] Spin nucléaire
Énergie d'excitation
26S 16 10 26,02788(32)# 10# ms 2p 24Si 0+
27S[n 2] 16 11 27,01883(22)# 15,5(15) ms β+ (98,0 %) 27P (5/2+)
β+, 2p (2,0 %) 25Al
β+, p (<0,1 %) 26Si
28S 16 12 28,00437(17) 125(10) ms β+ (79,3 %) 28P 0+
β+, p (20,7 %) 27Si
29S 16 13 28,99661(5) 187(4) ms β+ (53,6 %) 29P 5/2+
β+, p (46,4 %) 28Si
30S 16 14 29,984903(3) 1,178(5) s β+ 30P 0+
31S 16 15 30,9795547(16) 2,572(13) s β+ 31P 1/2+
32S[n 3] 16 16 31,97207100(15) Stable 0+
33S 16 17 32,97145876(15) Stable 3/2+
34S 16 18 33,96786690(12) Stable 0+
35S 16 19 34,96903216(11) 87,51(12) d β− 35Cl 3/2+
36S 16 20 35,96708076(20) Stable 0+
37S 16 21 36,97112557(21) 5,05(2) min β− 37Cl 7/2-
38S 16 22 37,971163(8) 170,3(7) min β− 38Cl 0+
39S 16 23 38,97513(5) 11,5(5) s β− 39Cl (3/2,5/2,7/2)-
40S 16 24 39,97545(15) 8,8(22) s β− 40Cl 0+
41S 16 25 40,97958(13) 1,99(5) s β− (>99,9 %) 41Cl (7/2-)#
β−, n (<0,1 %) 40Cl
42S 16 26 41,98102(13) 1,013(15) s β− (96 %) 42Cl 0+
β−, n (4 %) 41Cl
43S 16 27 42,98715(22) 260(15) ms β− (60 %) 43Cl 3/2-#
β−, n (40 %) 42Cl
43mS 319(5) keV 480(50) ns (7/2-)
44S 16 28 43,99021(42) 100(1) ms β− (82 %) 44Cl 0+
β−, n (18 %) 43Cl
45S 16 29 44,99651(187) 68(2) ms β−, n (54 %) 44Cl 3/2-#
β− (46 %) 45Cl
46S 16 30 46,00075(75)# 50(8) ms β− 46Cl 0+
47S 16 31 47,00859(86)# 20# ms
[>200 ns]		 β− 47Cl 3/2-#
48S 16 32 48,01417(97)# 10# ms
[>200 ns]		 β− 48Cl 0+
49S 16 33 49,02362(102)# <200 ns n 48S 3/2-#
  1. Isotopes stables en gras.
  2. Possède un noyau à halo à 2 protons.
  3. Théoriquement l'isotope le plus lourd stable avec un nombre égal de protons et de neutrons.

Remarques
  • La précision de l'abondance isotopique et de la masse atomique est limitée par des variations. Les échelles de variations données sont normalement valables pour tout matériel terrestre normal.
  • 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[3].

Notes et références
  1. (en) Clément Bataille, Klervia Jaouen et al., « Triple sulfur-oxygen-strontium isotopes probabilistic geographic assignment of archaeological remains using a novel sulfur isoscape of western Europe », PLOS One,‎ (lire en ligne), accès libre.
  2. (en)Universal Nuclide Chart
  3. (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le )

Voir aussi


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
Tableau périodique des isotopes
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