Isotop berilium

Isotop utama berilium
Berat atom standar Ar°(Be)	9,0121831±0,0000005; 9,0122±0,0001 (diringkas);
	lihat; bicara; sunting;

Berilium (₄Be) memiliki 11 isotop dan 3 isomer yang diketahui, tetapi hanya satu dari isotop-isotop ini (⁹Be) yang stabil dan merupakan nuklida primordial. Dengan demikian, berilium dianggap sebagai unsur monoisotop. Berilium juga merupakan unsur mononuklida, karena isotop lainnya memiliki waktu paruh yang sangat pendek sehingga tidak ada yang primordial dan kelimpahannya sangat rendah (berat atom standarnya adalah 9,0121831(5)). Berilium terlihat unik karena merupakan satu-satunya unsur monoisotop dengan jumlah proton genap dan jumlah neutron ganjil. Ada 25 unsur monoisotop lainnya tetapi semuanya memiliki jumlah proton ganjil, dan jumlah neutron genap.

Dari 10 radioisotop berilium, yang paling stabil adalah ¹⁰Be dengan waktu paruh 1,387(12) juta tahun^{[nb 1]} dan ⁷Be dengan waktu paruh 53,22(6) hari. Semua radioisotop lain memiliki waktu paruh di bawah 15 detik, sebagian besar di bawah 30 milidetik. Isotop berilium yang paling tidak stabil adalah ¹⁶Be, dengan waktu paruh 650(130) yoktodetik.

Rasio neutron–proton 1:1 terlihat pada isotop stabil dari banyak unsur-unsur ringan (hingga oksigen, dan dalam unsur-unsur dengan nomor atom genap hingga kalsium) dicegah dalam berilium oleh ketidakstabilan ekstrim ⁸Be terhadap peluruhan alfa, yang disukai karena untuk ikatan yang sangat ketat dari inti ⁴He. Waktu paruh untuk peluruhan ⁸Be hanya 81,9(3,7) attodetik.

Berilium dicegah dari memiliki isotop stabil dengan 4 proton dan 6 neutron dengan ketidakcocokan yang sangat besar dalam rasio neutron–proton untuk unsur ringan seperti itu. Namun demikian, isotop ini, ¹⁰Be, memiliki waktu paruh 1,387(12) juta tahun^{[nb 1]}, yang menunjukkan stabilitas yang tidak biasa untuk isotop ringan dengan ketidakseimbangan neutron/proton yang begitu besar. Isotop berilium lain mungkin memiliki ketidakcocokan yang lebih parah dalam jumlah neutron dan proton, dan bahkan lebih tidak stabil.

Sebagian besar ⁹Be di alam semesta diperkirakan dibentuk oleh nukleosintesis sinar kosmik dari spalasi sinar kosmik pada periode antara Ledakan Dahsyat dan pembentukan Tata Surya. Isotop ⁷Be, dengan waktu paruh 53,22(6) hari, dan ¹⁰Be, keduanya merupakan nuklida kosmogenik karena dibuat pada skala waktu baru-baru ini di Tata Surya akibat spalasi,^[2] seperti ¹⁴C. Kedua radioisotop berilium di atmosfer ini melacak siklus bintik dan aktivitas matahari, karena hal ini memengaruhi medan magnet yang melindungi Bumi dari sinar kosmik. Kecepatan transfer ⁷Be yang berumur pendek dari udara ke darat sebagian dikendalikan oleh cuaca. Peluruhan ⁷Be di bawah sinar matahari adalah salah satu sumber neutrino matahari, dan jenis pertama yang pernah terdeteksi menggunakan percobaan Homestake. Kehadiran ⁷Be dalam sedimen sering digunakan untuk memastikan bahwa sedimen tersebut segar, yaitu berumur kurang dari sekitar 3-4 bulan, atau sekitar dua kali waktu paruh ⁷Be.

Tingkat pengiriman ⁷Be dari udara ke darat di Jepang (sumber M. Yamamoto dkk., *Journal of Environmental Radioactivity*, 2006, 8, 110–131)

Daftar isotop sunting

Nuklida^[3] ^{[n 1]}	Z	N	Massa isotop (Da)^[4] ^{[n 2]}^{[n 3]}	Waktu paruh [lebar resonansi]	Mode peluruhan ^{[n 4]}	Isotop anak ^{[n 5]}	Spin dan paritas ^{[n 6]}	Kelimpahan alami (fraksi mol)
Nuklida^[3] ^{[n 1]}	Energi eksitasi			Waktu paruh [lebar resonansi]	Mode peluruhan ^{[n 4]}	Isotop anak ^{[n 5]}	Spin dan paritas ^{[n 6]}	Proporsi normal	Rentang variasi
5Be	4	1	5,03987(215)#		p ?^{[n 7]}	4Li ?	(1/2+)#
6Be	4	2	6,019726(6)	5,0(3) zdtk [91,6(5,6) keV]	2p	4He	0+
7Be^{[n 8]}	4	3	7,01692871(8)	53,22(6) hri	ε	7Li	3/2−	Renik^{[n 9]}
8Be^{[n 10]}	4	4	8,00530510(4)	81,9(3,7) adtk [5,58(25) eV]	α	4He	0+
8mBe	16.626(3) keV				α	4He	2+
9Be	4	5	9,01218306(8)	Stabil			3/2−	1
9mBe	14.390,3(1,7 keV			1,25(10) adtk [367(30) eV]			3/2−
10Be	4	6	10,01353469(9)	1,387(12)×10⁶ thn^{[nb 1]}	β⁻	10B	0+	Renik^{[n 9]}
11Be^{[n 11]}	4	7	11,02166108(26)	13,76(7) dtk	β⁻ (96,7(1)%)	11B	1/2+
					β⁻α (3,3(1)%)	7Li
					β⁻p (0,0013(3)%)	10Be
11mBe	21.158(20) keV			0,93(13) zdtk [500(75) keV]	IT ?^{[n 7]}	11Be ?	3/2−
12Be	4	8	12,0269221(20)	21,46(5) mdtk	β⁻ (99,50(3)%)	12B	0+
12Be	4	8	12,0269221(20)	21,46(5) mdtk	β⁻n (0,50(3)%)	11B	0+
12mBe	2251(1) keV			233(7) ndtk	IT	12Be	0+
13Be	4	9	13,036135(11)	1,0(7) zdtk	n ?^{[n 7]}	12Be ?	(1/2−)
13mBe	1500(50) keV						(5/2+)
14Be^{[n 12]}	4	10	14,04289(14)	4,53(27) mdtk	β⁻n (86(6)%)	13B	0+
					β⁻ (> 9,0(6,3)%)	14B
					β⁻2n (5(2)%)	12B
					β⁻t (0,02(1)%)	11Be
					β⁻α (< 0,004%)	10Li
14mBe	1520(150) keV						(2+)
15Be	4	11	15,05349(18)	790(270) ydtk	n	14Be	(5/2+)
16Be	4	12	16,06167(18)	650(130) ydtk [0,73(18) MeV]	2n	14Be	0+
Header & footer tabel ini: view

^ ^mBe – Isomer nuklir tereksitasi.
^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
^ # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
^ Mode peluruhan:

EC: Penangkapan elektron

IT: Transisi isomerik

n: Emisi neutron

p: Emisi proton
^ Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
^ ^a ^b ^c Mode peluruhan yang ditunjukkan secara energetik diperbolehkan, tetapi belum diamati secara eksperimental terjadi di nuklida ini.
^ Diproduksi selama nukleosintesis Ledakan Dahsyat, tetapi bukan primordial, karena semua atom tersebut telah meluruh menjadi ⁷Li
^ ^a ^b Nuklida kosmogenik
^ Produk antara dari proses tripel alfa dalam nukleosintesis bintang sebagai bagian dari jalur produksi ¹²C
^ Memiliki 1 neutron halo
^ Memiliki 4 neutron halo

Rantai peluruhan sunting

Sebagian besar isotop berilium dalam garis tetesan meluruh melalui peluruhan beta dan/atau kombinasi peluruhan beta dan peluruhan alfa atau emisi neutron. Namun, ⁷Be meluruh hanya melalui penangkapan elektron, sebuah fenomena yang dapat dikaitkan dengan waktu paruh yang luar biasa panjang. Khususnya, waktu paruhnya dapat diturunkan secara artifisial sebesar 0,83% melalui penutup endohedral (⁷Be@C₆₀).^[5] Juga yang termasuk anomali adalah ⁸Be, yang meluruh melalui peluruhan alfa menjadi ⁴He. Peluruhan alfa ini sering dianggap sebagai fisi, yang dapat menjelaskan waktu paruhnya yang sangat singkat.

{\begin{array}{l}{}\\{\ce {^{5}_{4}Be->[{\ce {Tak}}\ {\ce {diketahui}}]{^{4}_{3}Li}+{^{1}_{1}H}}}\\{\ce {^{6}_{4}Be->[5\ {\ce {zdtk}}]{^{4}_{2}He}+{2_{1}^{1}H}}}\\{\ce {{^{7}_{4}Be}+e^{-}->[53,22\ {\ce {hri}}]{^{7}_{3}Li}}}\\{\ce {^{8}_{4}Be->[81,9\ {\ce {adtk}}]{2_{2}^{4}He}}}\\{\ce {^{10}_{4}Be->[1,387\ {\ce {Ma}}]{^{10}_{5}B}+e^{-}}}\\{\ce {^{11}_{4}Be->[13,76\ {\ce {dtk}}]{^{11}_{5}B}+e^{-}}}\\{\ce {^{11}_{4}Be->[13,76\ {\ce {dtk}}]{^{7}_{3}Li}+{^{4}_{2}He}+e^{-}}}\\{\ce {^{12}_{4}Be->[21,46\ {\ce {mdtk}}]{^{12}_{5}B}+e^{-}}}\\{\ce {^{12}_{4}Be->[21,46\ {\ce {mdtk}}]{^{11}_{5}B}+{^{1}_{0}n}+e^{-}}}\\{\ce {^{13}_{4}Be->[1\ {\ce {zdtk}}]{^{12}_{4}Be}+{^{1}_{0}n}}}\\{\ce {^{14}_{4}Be->[4,53\ {\ce {mdtk}}]{^{13}_{5}B}+{^{1}_{0}n}+e^{-}}}\\{\ce {^{14}_{4}Be->[4,53\ {\ce {mdtk}}]{^{14}_{5}B}+e^{-}}}\\{\ce {^{14}_{4}Be->[4,53\ {\ce {mdtk}}]{^{12}_{5}B}+{2_{0}^{1}n}+e^{-}}}\\{\ce {^{15}_{4}Be->[790\ {\ce {ydtk}}]{^{14}_{4}Be}+{^{1}_{0}n}}}\\{}{\ce {^{16}_{4}Be->[650\ {\ce {ydtk}}]{^{14}_{4}Be}+{2_{0}^{1}n}}}\\{}\end{array}}

Catatan sunting

^ ^a ^b ^c Perhatikan bahwa NUBASE2020 menggunakan tahun tropis untuk mengkonversi antara tahun dan satuan waktu lainnya, bukan tahun Gregorian. Hubungan antara tahun dan satuan waktu lainnya dalam NUBASE2020 adalah sebagai berikut: 1 tahun = 365,2422 hari = 31.556.926 detik

Referensi sunting

^ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
^ Mishra, Ritesh Kumar; Marhas, Kuljeet Kaur (25 Maret 2019). "Meteoritic evidence of a late superflare as source of 7 Be in the early Solar System". Nature Astronomy (dalam bahasa Inggris). 3 (6): 498–505. Bibcode:2019NatAs...3..498M. doi:10.1038/s41550-019-0716-0. ISSN 2397-3366.
^ Waktu paruh, mode peluruhan, spin nuklir, dan komposisi isotop bersumber dari:
Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
^ Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*". Chinese Physics C. 45 (3): 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
^ Ohtsuki, T.; Yuki, H.; Muto, M.; Kasagi, J.; Ohno, K. (9 September 2004). "Enhanced Electron-Capture Decay Rate of 7Be Encapsulated in C60 Cages". Physical Review Letters. 93 (11): 112501. Bibcode:2004PhRvL..93k2501O. doi:10.1103/PhysRevLett.93.112501. PMID 15447332. Diakses tanggal 2 Juli 2022.

[5] Be – Isomer nuklir tereksitasi.

[7] ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.

[TMS-8] # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).

[9] Mode peluruhan:

EC: Penangkapan elektron

IT: Transisi isomerik

n: Emisi neutron

p: Emisi proton

[10] Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.

[11] ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.

[decay_mode_1-12] Mode peluruhan yang ditunjukkan secara energetik diperbolehkan, tetapi belum diamati secara eksperimental terjadi di nuklida ini.

[13] Diproduksi selama nukleosintesis Ledakan Dahsyat, tetapi bukan primordial, karena semua atom tersebut telah meluruh menjadi ⁷Li

[t-14] Nuklida kosmogenik

[15] Produk antara dari proses tripel alfa dalam nukleosintesis bintang sebagai bagian dari jalur produksi ¹²C

[16] Memiliki 1 neutron halo

[17] Memiliki 4 neutron halo

[tropical-2] Perhatikan bahwa NUBASE2020 menggunakan tahun tropis untuk mengkonversi antara tahun dan satuan waktu lainnya, bukan tahun Gregorian. Hubungan antara tahun dan satuan waktu lainnya dalam NUBASE2020 adalah sebagai berikut: 1 tahun = 365,2422 hari = 31.556.926 detik

[CIAAW2016-1] Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure Appl. Chem. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.

[7Be-Mishra-3] Mishra, Ritesh Kumar; Marhas, Kuljeet Kaur (25 Maret 2019). "Meteoritic evidence of a late superflare as source of 7 Be in the early Solar System". Nature Astronomy (dalam bahasa Inggris). 3 (6): 498–505. Bibcode:2019NatAs...3..498M. doi:10.1038/s41550-019-0716-0. ISSN 2397-3366.

[4] Waktu paruh, mode peluruhan, spin nuklir, dan komposisi isotop bersumber dari:
Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.

[6] Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*". Chinese Physics C. 45 (3): 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf.

[18] Ohtsuki, T.; Yuki, H.; Muto, M.; Kasagi, J.; Ohno, K. (9 September 2004). "Enhanced Electron-Capture Decay Rate of 7Be Encapsulated in C60 Cages". Physical Review Letters. 93 (11): 112501. Bibcode:2004PhRvL..93k2501O. doi:10.1103/PhysRevLett.93.112501. PMID 15447332. Diakses tanggal 2 Juli 2022.

[1]

[nb 1]

[2]

[3]

[n 1]

[4]

[n 2]

[n 3]

[n 4]

[n 5]

[n 6]

[n 7]

[n 8]

[n 9]

[n 10]

[n 11]

[n 12]

[5]

EC:	Penangkapan elektron
IT:	Transisi isomerik
n:	Emisi neutron
p:	Emisi proton