Isòtops de l'heli

Encara qu hi ha vuit isòtops coneguts de l'heli (He) (massa atòmica estàndard: 4.002602(2) u), només l'heli-3 (³He) i l'heli-4 (⁴He) són estables. En l'atmosfera terrestre, hi ha un àtom de ³He per cada milió d'àtoms de ⁴He.^[1] No obstant això, l'heli és força inusual i la seva abundància isotòpica varia molt depenent del seu origen. Al medi interestel·lar, la proporció de ³He és unes cent vegades més alta.^[2] Les roques de l'escorça terrestre tenen ràtios d'isòtops que varien fins a un factor de deu; fet que s'usa en geologia per a investigar l'origen de les roques i la composició del mantell terrestre.^[3]

L'isòtop més comú, ⁴He, es produeix a la terra per desintegració alfa d'elements radioactius més pesants; les partícules alfa que sorgeixen són nuclis d'⁴He completament ionitzats. L'⁴He és un nucli inusualment estable, ja que els seus nucleons estan disposats en capes completes. També es formà en grans quantitats durant la nucleosíntesi del big-bang. Els diferents processos de formació dels dos isòtops estables de l'heli mostren les diferents abundàncies isotòpiques.

La mescla igual de ³He líquid i ⁴He per sota 0.8 K separarà en dues fases immiscibles degut a les seves dissimilituds (segueixen diferents estadístiques quantiques: els àtoms de ⁴He són bosons mentre els de ³He són fermions).^[4] Els refrigeradors de dilució aprofiten les inmiscibilitat d'aquests dos isòtops per adquirir temperatures d'uns pocs mil·likelvins. Només hi ha traces de ³He a la Terra, present principalment des de la seva formació, encara que alguns caigueren a la Terra atrapats en pols còsmica.^[3] Algunes quantitats també es produeixen per desintegració beta de triti.^[5] A les estrelles, no obstant, l' ³He és més abundant, un producte de la fusió nuclear. També la lluna i el regolit d'asteroide presenten traces de ³He a causa del bombardeig del vent solar.

Isòtops d'heli exòtics

Els isòtops exòtics de l'heli tenen masses atòmiques més grans que els isòtops naturals de l'heli., Encara que tots els isòtops exòtics de l'heli es desintegren amb un període de semidesintegració de menys d'un segon, els investigadors han creat isòtops exòtics lleugers en col·lisions en acceleradors de partícules per a crear nuclis atòmics inusuals per a elements com l'heli, el liti i el nitrogen. Les estranyes estructures nuclears d'aquests isòtops poden oferir una visió de les propietats aïllades dels neutrons.

L'isòtop amb la vida més curta és l'heli 5 amb un període de semidesintegració de 7.6×10⁻²² segons. L'heli 6 es desintegra emetent una partícula beta i té un període de semidesintegració de 0.8 segons. L'heli 7 també emet una partícula beta així com raigs gamma. L'isòtop exòtic de l'heli més àmpliament estudiat és l'heli 8. Aquest isòtop, com l'heli 6, es creu que consisteix en un nucli d'heli-4 normal envoltant per un neutró "halo" (dos pel ⁶He i quatre per l' ⁸He. Els nuclis halo s'han convertit en una àrea d'intensa recerca. S'han confirmat isòtops fins a l'heli 10, amb dos protons i vuit neutrons. Heli 7 i heli 8 són hiperfragments que es creen en certes reaccions nuclears.^[6]

Heli-2 (diprotó)

L'Heli-2 és un isòtop hipotètic d'heli que d'acord amb càlculs teòrics s'excitaria si la força forta fos un 2% més gran.

Taula

símbol del núclid	Z(p)	N(n)	massa isotòpica (u)	període de semidesintegració	Espín nuclear	composició isotòpica representativa (fracció molar)	rang de variació natural (fracció molar)
símbol del núclid	notes
³He	2	1	3.0160293191(26)	ESTABLE	1/2+	0.00000134(3)	4.6×10^-10-0.000041
⁴He	2	2	4.00260325415(6)	ESTABLE	0+	0.99999866(3)	0.999959-1
⁵He	2	3	5.01222(5)	700(30)E-24 s [0.60(2) MeV]	3/2-
⁵He	Molt inestable, es desintegra en ⁴He.
⁶He	2	4	6.0188891(8)	806.7(15) ms	0+
⁶He	Produït de ⁷He o ¹¹Li, es descompon a ⁶Li per desintegració beta (beta-minus).
⁷He	2	5	7.028021(18)	2.9(5)E-21 s [159(28) keV]	(3/2)-
⁷He	Molt inestable, es desintegra en ⁶He.
⁸He	2	6	8.033922(7)	119.0(15) ms	0+
⁸He	Produït de ⁹He, es descompon en ⁷Li per desintegració beta llavors emet neutró retardat.
⁹He	2	7	9.04395(3)	7(4)E-21 s [100(60) keV]	1/2(-#)
⁹He	Molt inestable, es desintegra en ⁸He.
¹⁰He	2	8	10.05240(8)	2.7(18)E-21 s [0.17(11) MeV]	0+
¹⁰He	Molt inestable, es desintegra en ⁹He.

Referències

↑ Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford: Oxford University Press, 2001. Page 178. ISBN 0-19-850340-7
↑ «ingentaconnect Isotopic Composition and Abundance of Interstellar Neutral Helium...»., ingentaconnect.com, Retrieved 5 January 2007
↑ ^3,0 ^3,1 Helium Fundamentals
↑ The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 264
↑ Periodic Table of Elements: Li - Lithium (EnvironmentalChemistry.com)
↑ The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 260

Enllaços externs

Taules generals Arxivat 2008-12-01 a Wayback Machine. (anglès)

Index de pàgines d'isòtops · Taula de núclids
Isòtop més lleuger	Isòtop actual	Isòtop més pesant
Isòtops d'hidrogen	Isòtops d'heli	Isòtops de liti

[Nature's_178-1] Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford: Oxford University Press, 2001. Page 178. ISBN 0-19-850340-7

[2] «ingentaconnect Isotopic Composition and Abundance of Interstellar Neutral Helium...»., ingentaconnect.com, Retrieved 5 January 2007

[heliumfundamentals-3] 3,0 ^3,1 Helium Fundamentals

[4] The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 264

[5] Periodic Table of Elements: Li - Lithium (EnvironmentalChemistry.com)

[6] The Encyclopedia of the Chemical Elements, page 260

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Índex de les pàgines dels isòtops dels elements
1 H																	2 He
3 Li	4 Be											5 B	6 C	7 N	8 O	9 F	10 Ne
11 Na	12 Mg											13 Al	14 Si	15 P	16 S	17 Cl	18 Ar
19 K	20 Ca	21 Sc	22 Ti	23 V	24 Cr	25 Mn	26 Fe	27 Co	28 Ni	29 Cu	30 Zn	31 Ga	32 Ge	33 As	34 Se	35 Br	36 Kr
37 Rb	38 Sr	39 Y	40 Zr	41 Nb	42 Mo	43 Tc	44 Ru	45 Rh	46 Pd	47 Ag	48 Cd	49 In	50 Sn	51 Sb	52 Te	53 I	54 Xe
55 Cs	56 Ba	*	72 Hf	73 Ta	74 W	75 Re	76 Os	77 Ir	78 Pt	79 Au	80 Hg	81 Tl	82 Pb	83 Bi	84 Po	85 At	86 Rn
87 Fr	88 Ra	**	104 Rf	105 Db	106 Sg	107 Bh	108 Hs	109 Mt	110 Ds	111 Rg	112 Cn	113 Nh	114 Fl	115 Mc	116 Lv	117 Ts	118 Og

	*	57 La	58 Ce	59 Pr	60 Nd	61 Pm	62 Sm	63 Eu	64 Gd	65 Tb	66 Dy	67 Ho	68 Er	69 Tm	70 Yb	71 Lu
	**	89 Ac	90 Th	91 Pa	92 U	93 Np	94 Pu	95 Am	96 Cm	97 Bk	98 Cf	99 Es	100 Fm	101 Md	102 No	103 Lr