Isotop nikel

nuklida dengan nomor atom 28 tetapi dengan nomor massa berbeda
(Dialihkan dari Nikel-58)

Nikel (28Ni) yang terbentuk secara alami terdiri dari lima isotop stabil; 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni dan 64Ni, dengan 58Ni yang paling melimpah (68,077% kelimpahan alami).[2] 26 radioisotop telah dikarakterisasi dengan yang paling stabil adalah 59Ni dengan waktu paruh 76.000 tahun, 63Ni dengan waktu paruh 100,1 tahun, dan 56Ni dengan waktu paruh 6,077 hari. Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 60 jam dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 30 detik. Unsur ini juga memiliki 8 keadaan meta.

Isotop utama nikel
Iso­top Peluruhan
kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk
58Ni 68,077% stabil
59Ni renik 7,6×104 thn ε 59Co
60Ni 26,223% stabil
61Ni 1,140% stabil
62Ni 3,635% stabil
63Ni sintetis 100 thn β 63Cu
64Ni 0,926% stabil
Berat atom standar Ar°(Ni)
  • 58,6934±0,0004
  • 58,693±0,001 (diringkas)[1]

Daftar isotop sunting

Nuklida
[n 1]
Z N Massa isotop (Da)
[n 2][n 3]
Waktu paruh
[n 4]
Mode
peluruhan

[n 5]
Isotop
anak

[n 6]
Spin dan
paritas
[n 7][n 4]
Kelimpahan alami (fraksi mol)
Energi eksitasi Proporsi normal Rentang variasi
48Ni 28 20 48,01975(54)# 10# mdtk
[>500 ndtk]
0+
49Ni 28 21 49,00966(43)# 13(4) mdtk
[12(+5−3) mdtk]
7/2−#
50Ni 28 22 49,99593(28)# 9,1(18) mdtk β+ 50Co 0+
51Ni 28 23 50,98772(28)# 30# mdtk
[>200 ndtk]
β+ 51Co 7/2−#
52Ni 28 24 51,97568(9)# 38(5) mdtk β+ (83%) 52Co 0+
β+, p (17%) 51Fe
53Ni 28 25 52,96847(17)# 45(15) mdtk β+ (55%) 53Co (7/2−)#
β+, p (45%) 52Fe
54Ni 28 26 53,95791(5) 104(7) mdtk β+ 54Co 0+
55Ni 28 27 54,951330(12) 204.7(17) mdtk β+ 55Co 7/2−
56Ni 28 28 55,942132(12) 6,075(10) hri β+ 56Co 0+
57Ni 28 29 56,9397935(19) 35,60(6) jam β+ 57Co 3/2−
58Ni 28 30 57,9353429(7) Stabil Secara Pengamatan[n 8] 0+ 0,680769(89)
59Ni 28 31 58,9343467(7) 7,6(5)×104 thn EC (99%) 59Co 3/2−
β+ (1,5×10−5%)[3]
60Ni 28 32 59.9307864(7) Stabil 0+ 0,262231(77)
61Ni 28 33 60,9310560(7) Stabil 3/2− 0,011399(6)
62Ni[n 9] 28 34 61,9283451(6) Stabil 0+ 0,036345(17)
63Ni 28 35 62,9296694(6) 100,1(20) thn β 63Cu 1/2−
63mNi 87,15(11) keV 1,67(3) μdtk 5/2−
64Ni 28 36 63,9279660(7) Stabil 0+ 0,009256(9)
65Ni 28 37 64,9300843(7) 2,5172(3) jam β 65Cu 5/2−
65mNi 63,37(5) keV 69(3) μdtk 1/2−
66Ni 28 38 65,9291393(15) 54,6(3) jam β 66Cu 0+
67Ni 28 39 66,931569(3) 21(1) dtk β 67Cu 1/2−
67mNi 1007(3) keV 13,3(2) μdtk β 67Cu 9/2+
IT 67Ni
68Ni 28 40 67,931869(3) 29(2) dtk β 68Cu 0+
68m1Ni 1770,0(10) keV 276(65) ndtk 0+
68m2Ni 2849,1(3) keV 860(50) μdtk 5−
69Ni 28 41 68,935610(4) 11,5(3) dtk β 69Cu 9/2+
69m1Ni 321(2) keV 3,5(4) dtk β 69Cu (1/2−)
IT 69Ni
69m2Ni 2701(10) keV 439(3) ndtk (17/2−)
70Ni 28 42 69,93650(37) 6,0(3) dtk β 70Cu 0+
70mNi 2860(2) keV 232(1) ndtk 8+
71Ni 28 43 70,94074(40) 2,56(3) dtk β 71Cu 1/2−#
72Ni 28 44 71,94209(47) 1,57(5) dtk β (>99,9%) 72Cu 0+
β, n (<0,1%) 71Cu
73Ni 28 45 72,94647(32)# 0,84(3) dtk β (>99,9%) 73Cu (9/2+)
β, n (<0,1%) 72Cu
74Ni 28 46 73,94807(43)# 0,68(18) dtk β (>99,9%) 74Cu 0+
β, n (<0,1%) 73Cu
75Ni 28 47 74,95287(43)# 0,6(2) dtk β (98,4%) 75Cu (7/2+)#
β, n (1,6%) 74Cu
76Ni 28 48 75,95533(97)# 470(390) mdtk
[0,24(+55−24) dtk]
β (>99,9%) 76Cu 0+
β, n (<0,1%) 75Cu
77Ni 28 49 76,96055(54)# 300# mdtk
[>300 ndtk]
β 77Cu 9/2+#
78Ni 28 50 77,96318(118)# 120# mdtk
[>300 ndtk]
β 78Cu 0+
79Ni 28 51 78,970400(640)# 43,0 mdtk +86−75 β 79Cu
80Ni 28 52 78,970400(640)# 24 mdtk +26−17 β 80Cu
Header & footer tabel ini:  view 
  1. ^ mNi – Isomer nuklir tereksitasi.
  2. ^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
  3. ^ # – 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).
  4. ^ a b # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
  5. ^ Mode peluruhan:
    EC: Penangkapan elektron
    IT: Transisi isomerik
    n: Emisi neutron
  6. ^ Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
  7. ^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
  8. ^ Diyakini meluruh melalui β+β+ menjadi 58Fe dengan waktu paruh lebih dari 7×1020 tahun
  9. ^ Energi pengikatan per nukleon tertinggi dari semua nuklida

Isotop penting sunting

5 isotop stabil dan 30 isotop tidak stabil nikel dengan berat atom berkisar dari 48Ni hingga 82Ni, dan meliputi:[4]

Nikel-48, ditemukan pada tahun 1999, adalah isotop nikel paling miskin neutron yang diketahui. Dengan 28 proton dan 20 neutron, 48Ni adalah nuklida "ajaib ganda" (seperti 208Pb) dan karena itu jauh lebih stabil (dengan batas bawah waktu paruh 0,5 mikrodetik) daripada yang diperkirakan dari posisinya dalam bagan nuklida.[5] Ia memiliki rasio proton dan neutron tertinggi (kelebihan proton) dari semua nuklida ajaib ganda yang diketahui.[6]

Nikel-56 diproduksi dalam jumlah besar dalam supernova dan bentuk kurva cahaya supernova ini menampilkan rentang waktu karakteristik yang sesuai dengan peluruhan 56Ni menjadi 56Co dan kemudian menjadi 56Fe.

Nikel-58 adalah isotop nikel yang paling melimpah, mencapai 68,077% dari total kelimpahan alami nikel. Beberapa sumber yang mungkin termasuk penangkapan elektron dari 58Cu dan EC + p dari 59Zn.

Nikel-59 adalah radionuklida kosmogenik berumur panjang dengan waktu paruh 76.000 tahun. 59Ni memiliki banyak aplikasi dalam geologi isotop. 59Ni telah digunakan untuk menentukan umur meteorit terestrial dan untuk menentukan kelimpahan debu luar angkasa dalam es dan sedimen.

Nikel-60 adalah produk peluruhan dari radionuklida 60Fe yang telah punah (waktu paruh = 2,6 megatahun). Karena 60Fe memiliki waktu paruh yang begitu lama, persistensinya dalam materi di Tata Surya pada konsentrasi yang cukup tinggi mungkin telah menghasilkan variasi yang dapat diamati dalam komposisi isotop 60Ni. Oleh karena itu, kelimpahan 60Ni yang ada dalam materi ekstraterestrial dapat memberikan wawasan tentang asal usul Tata Surya dan sejarah awal/sejarahnya yang sangat awal. Sayangnya, isotop nikel tampaknya terdistribusi secara heterogen di awal Tata Surya. Oleh karena itu, sejauh ini, tidak ada informasi usia aktual yang diperoleh dari ekses 60Ni. 60Ni juga merupakan produk akhir yang stabil dari peluruhan 60Zn, produk dari anak tangga terakhir tangga alfa. Beberapa sumber lain mungkin juga termasuk peluruhan beta dari 60Co dan penangkapan elektron dari 60Cu.

Nikel-61 adalah satu-satunya isotop stabil nikel dengan spin inti (I = 3/2), yang membuatnya berguna untuk studi dengan spektroskopi EPR.[7]

Nikel-62 memiliki energi pengikatan per nukleon tertinggi dari isotop apa pun untuk unsur apa pun, saat memasukkan kulit elektron dalam perhitungan. Lebih banyak energi dilepaskan membentuk isotop ini daripada yang lain, meskipun fusi dapat membentuk isotop yang lebih berat. Misalnya, dua atom 40Ca dapat melebur membentuk 80Kr ditambah 4 positron (ditambah 4 neutrino), membebaskan 77 keV per nukleon, tetapi reaksi yang mengarah ke daerah besi/nikel lebih mungkin terjadi karena melepaskan lebih banyak energi per baryon.

Nikel-63 memiliki dua kegunaan utama: Deteksi jejak bahan peledak, dan pada jenis perangkat elektronik tertentu, seperti tabung pelepasan gas yang digunakan sebagai pelindung lonjakan arus. Sebuah pelindung lonjakan arus adalah perangkat yang melindungi peralatan elektronik sensitif seperti komputer dari perubahan mendadak arus listrik yang mengalir ke dalamnya. Ia juga digunakan dalam detektor penangkapan elektron dalam kromatografi gas untuk mendeteksi terutama halogen. Ia diusulkan untuk digunakan untuk generator betavoltaik mini untuk alat pacu jantung.

Nikel-64 adalah isotop stabil nikel lainnya. Beberapa sumber yang mungkin termasuk peluruhan beta dari 64Co, dan penangkapan elektron dari 64Cu.

Nikel-78 adalah salah satu isotop nikel terberat yang diketahui. Dengan 28 proton dan 50 neutron, 78Ni merupakan nuklida "ajaib ganda", menghasilkan stabilitas dan energi pengikatan inti yang jauh lebih besar meskipun memiliki rasio neutron-proton yang miring. Ia memiliki waktu paruh 122 ± 5,1 milidetik.[8] Sebagai konsekuensi dari jumlah neutron ajaibnya, 78Ni diyakini memiliki peran penting dalam nukleosintesis supernova unsur-unsur yang lebih berat daripada besi.[9] 78Ni, bersama dengan N = 50 isoton 79Cu dan 80Zn, dianggap sebagai titik tunggu dalam proses r, di mana penangkapan neutron lebih lanjut tertunda oleh celah kulit dan penumpukan isotop di sekitar hasil A = 80.[10]

Referensi sunting

  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. 
  2. ^ "Isotopes of the Element Nickel". Science education. Jefferson Lab. 
  3. ^ I. Gresits; S. Tölgyesi (September 2003). "Determination of soft X-ray emitting isotopes in radioactive liquid wastes of nuclear power plants". Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 258 (1): 107–112. doi:10.1023/A:1026214310645. 
  4. ^ "New nuclides included for the first time in the 2017 evaluation" (PDF). Discovery of Nuclides Project. 22 Desember 2018. Diakses tanggal 5 Juli 2022. 
  5. ^ "Discovery of doubly magic nickel". CERN Courier. 15 Maret 2000. Diakses tanggal 5 Juli 2022. 
  6. ^ "Twice-magic metal makes its debut | Science News | Find Articles". Diarsipkan dari versi asli tanggal 24 Mei 2012. 
  7. ^ Maurice van Gastel; Wolfgang Lubitz (2009). "EPR Investigation of [NiFe] Hydrogenases". Dalam Graeme Hanson; Lawrence Berliner. High Resolution EPR: Applications to Metalloenzymes and Metals in Medicine . Dordrecht: Springer. hlm. 441–470. ISBN 9780387848563. 
  8. ^ Bazin, D. (2017). "Viewpoint: Doubly Magic Nickel". Physics. 10 (121). doi:10.1103/Physics.10.121 . 
  9. ^ Davide Castelvecchi (22 April 2005). "Atom Smashers Shed Light on Supernovae, Big Bang". Sky & Telescope. 
  10. ^ Pereira, J.; Aprahamian, A.; Arndt, O.; Becerril, A.; Elliot, T.; Estrade, A.; Galaviz, D.; Hennrich, S.; Hosmer, P.; Kessler, R.; Kratz, K.-L.; Lorusso, G.; Mantica, P.F.; Matos, M.; Montes, F.; Santi, P.; Pfeiffer, B.; Quinn, M.; Schatz, H.; Schertz, F.; Schnorrenberger, L.; Smith, E.; Tomlin, B.E.; Walters, W.; Wöhr, A. (2009). Beta decay studies of r-process nuclei at the National Superconducting Cyclotron Laboratory. 10th Symposium on Nuclei in the Cosmos. Mackinac Island. arXiv:0901.1802 .