Isotop osmium

nuklida dengan nomor atom 76 tetapi dengan nomor massa berbeda
(Dialihkan dari Osmium-190)

Osmium (76Os) memiliki tujuh isotop alami, lima di antaranya stabil: 187Os, 188Os, 189Os, 190Os, dan 192Os (yang paling melimpah). Isotop alami lainnya, 184Os, dan 186Os, memiliki waktu paruh yang sangat panjang (masing-masing 1,12×1013 tahun dan 2×1015 tahun) dan untuk tujuan praktis dapat dianggap stabil juga. 187Os merupakan anak dari 187Re (waktu paruh 4,56×1010 tahun) dan paling sering diukur dalam rasio 187Os/188Os. Rasio ini, serta rasio 187Re/188Os, telah digunakan secara luas dalam penanggalan batuan terestrial maupun meteorik. Ia juga telah digunakan untuk mengukur intensitas pelapukan benua dari waktu ke waktu geologis dan untuk menetapkan usia minimum untuk stabilisasi akar mantel kraton benua. Namun, aplikasi Os yang paling menonjol dalam penanggalan adalah dalam hubungannya dengan iridium, untuk menganalisis lapisan kuarsa yang terguncang di sepanjang batas Kapur–Paleogen yang menandai kepunahan dinosaurus 66 juta tahun yang lalu.

Isotop utama osmium
Iso­top Peluruhan
kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk
184Os 0,02% 1,12×1013 thn[1] α 180W
185Os sintetis 93,6  hri ε 185Re
186Os 1,59% 2,0×1015 thn α 182W
187Os 1,96% stabil
188Os 13,24% stabil
189Os 16,15% stabil
190Os 26,26% stabil
191Os sintetis 15,4 hri β 191Ir
192Os 40,78% stabil
193Os sintetis 30,11 hri β 193Ir
194Os sintetis 6 thn β 194Ir
Berat atom standar Ar°(Os)
  • 190,23±0,03
  • 190,23±0,03 (diringkas)[2]

Ada juga 30 radioisotop buatan,[3] yang berumur paling panjang anda 194Os dengan waktu paruh 6 tahun; semua radioisotop lain memiliki waktu paruh di bawah 94 hari. Ada juga sembilan isomer nuklir yang diketahui, yang berumur paling panjang adalah 191mOs dengan waktu paruh 13,10 jam. Semua isotop dan isomer nuklir osmium bersifat radioaktif atau stabil secara pengamatan, artinya mereka diprediksi radioaktif tetapi tidak ada peluruhan aktual yang teramati.

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][n 7]
Spin dan
paritas
[n 8][n 9]
Kelimpahan alami (fraksi mol)
Energi eksitasi Proporsi normal Rentang variasi
161Os 76 85 0,64(6) mdtk α 157W
162Os 76 86 161,98443(54)# 1,87(18) mdtk α 158W 0+
163Os 76 87 162,98269(43)# 5,5(6) mdtk α 159W 7/2−#
β+, p (langka) 162W
β+ (langka) 163Re
164Os 76 88 163,97804(22) 21(1) mdtk α (98%) 160W 0+
β+ (2%) 164Re
165Os 76 89 164,97676(22)# 71(3) mdtk α (60%) 161W (7/2−)
β+ (40%) 165Re
166Os 76 90 165,972691(20) 216(9) mdtk α (72%) 162W 0+
β+ (28%) 166Re
167Os 76 91 166,97155(8) 810(60) mdtk α (67%) 163W 3/2−#
β+ (33%) 167Re
168Os 76 92 167,967804(13) 2,06(6) dtk β+ (51%) 168Re 0+
α (49%) 164W
169Os 76 93 168,967019(27) 3,40(9) dtk β+ (89%) 169Re 3/2−#
α (11%) 165W
170Os 76 94 169,963577(12) 7,46(23) dtk β+ (91,4%) 170Re 0+
α (8,6%) 166W
171Os 76 95 170,963185(20) 8,3(2) dtk β+ (98,3%) 171Re (5/2−)
α (1,7%) 167W
172Os 76 96 171,960023(16) 19,2(5) dtk β+ (98,9%) 172Re 0+
α (1,1%) 168W
173Os 76 97 172,959808(16) 22,4(9) dtk β+ (99,6%) 173Re (5/2−)
α (0,4%) 169W
174Os 76 98 173,957062(12) 44(4) dtk β+ (99,97%) 174Re 0+
α (0,024%) 170W
175Os 76 99 174,956946(15) 1,4(1) mnt β+ 175Re (5/2−)
176Os 76 100 175,95481(3) 3,6(5) mnt β+ 176Re 0+
177Os 76 101 176,954965(17) 3,0(2) mnt β+ 177Re 1/2−
178Os 76 102 177,953251(18) 5,0(4) mnt β+ 178Re 0+
179Os 76 103 178,953816(19) 6,5(3) mnt β+ 179Re (1/2−)
180Os 76 104 179,952379(22) 21,5(4) mnt β+ 180Re 0+
181Os 76 105 180,95324(3) 105(3) mnt β+ 181Re 1/2−
181m1Os 48,9(2) keV 2,7(1) mnt β+ 181Re (7/2)−
181m2Os 156,5(7) keV 316(18) ndtk (9/2)+
182Os 76 106 181,952110(23) 22,10(25) jam EC 182Re 0+
183Os 76 107 182,95313(5) 13,0(5) jam β+ 183Re 9/2+
183mOs 170,71(5) keV 9,9(3) jam β+ (85%) 183Re 1/2−
IT (15%) 183Os
184Os 76 108 183,9524891(14) 1,12(23)×1013 thn[1] α[n 10] 180W 0+ 2(1)×10−4
185Os 76 109 184,9540423(14) 93,6(5) hri EC 185Re 1/2−
185m1Os 102,3(7) keV 3,0(4) μdtk (7/2−)#
185m2Os 275,7(8) keV 0,78(5) μdtk (11/2+)
186Os[n 11] 76 110 185,9538382(15) 2,0(11)×1015 thn α 182W 0+ 0,0159(3)
187Os[n 12] 76 111 186,9557505(15) Stabil Secara Pengamatan[n 13] 1/2− 0,0196(2)
188Os[n 12] 76 112 187,9558382(15) Stabil Secara Pengamatan[n 14] 0+ 0,1324(8)
189Os 76 113 188,9581475(16) Stabil Secara Pengamatan[n 15] 3/2− 0,1615(5)
189mOs 30,812(15) keV 5,81(6) jam IT 189Os 9/2−
190Os 76 114 189,9584470(16) Stabil Secara Pengamatan[n 16] 0+ 0,2626(2)
190mOs 1705,4(2) keV 9,9(1) mnt IT 190Os (10)−
191Os 76 115 190,9609297(16) 15,4(1) hri β 191Ir 9/2−
191mOs 74,382(3) keV 13,10(5) jam IT 191Os 3/2−
192Os 76 116 191,9614807(27) Stabil Secara Pengamatan[n 17] 0+ 0,4078(19)
192mOs 2015,40(11) keV 5,9(1) dtk IT (87%) 192Os (10−)
β (13%) 192Ir
193Os 76 117 192,9641516(27) 30,11(1) jam β 193Ir 3/2−
194Os 76 118 193,9651821(28) 6,0(2) thn β 194Ir 0+
195Os 76 119 194,96813(54) 6,5 mnt β 195Ir 3/2−#
196Os 76 120 195,96964(4) 34,9(2) mnt β 196Ir 0+
197Os 76 121 2,8(6) mnt
Header & footer tabel ini:  view 
  1. ^ mOs – 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. ^ Waktu paruh tebal – hampir stabil, waktu paruh lebih lama dari umur alam semesta.
  5. ^ Mode peluruhan:
    EC: Penangkapan elektron
    IT: Transisi isomerik


    p: Emisi proton
  6. ^ Simbol miring tebal sebagai anak – Produk anak hampir stabil.
  7. ^ Simbol tebal sebagai anak – Produk anak stabil.
  8. ^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
  9. ^ # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
  10. ^ Diteorikan juga mengalami peluruhan β+β+ menjadi 184W
  11. ^ Radionuklida primordial
  12. ^ a b Digunakan dalam penanggalan renium-osmium
  13. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi 183W
  14. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi 184W
  15. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi 185W
  16. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi 186W
  17. ^ Diyakini mengalami peluruhan α menjadi 188W atau ββ menjadi 192Pt dengan waktu paruh lebih dari 9,8×1012 tahun

Kegunaan isotop osmium

sunting

Rasio isotop osmium-187 dan osmium-188 (187Os/188Os) dapat digunakan sebagai jendela perubahan geokimia sepanjang sejarah lautan.[4] Rata-rata rasio 187Os/188Os laut di lautan adalah 1,06.[4] Nilai ini menunjukkan keseimbangan input sungai turunan benua dari Os dengan rasio 187Os/188Os ~1,3, dan input mantel/ekstraterestrial dengan rasio 187Os/188Os ~0,13.[4] Menjadi keturunan dari 187Re, 187Os dapat dibentuk secara radiogenik melalui peluruhan beta.[5] Peluruhan ini sebenarnya telah mendorong rasio 187Os/188Os dari Bulk silikat bumi (Bumi minus intinya) sebesar 33%.[6] Inilah yang mendorong perbedaan rasio 187Os/188Os yang kita lihat antara material benua dan material mantel. Batuan kerak memiliki tingkat Re yang jauh lebih tinggi, yang perlahan-lahan terdegradasi menjadi 187Os yang meningkatkan rasio tersebut.[5] Akan tetapi, di dalam mantel, respons Re dan Os yang tidak merata menghasilkan mantel ini, dan material lelehan terdeplesi dalam Re, dan tidak memungkinkan mereka untuk mengakumulasi 187Os seperti material kontinental.[5] Input dari kedua bahan di lingkungan laut menghasilkan 187Os/188Os yang teramati di lautan dan telah sangat berfluktuasi sepanjang sejarah planet kita. Perubahan nilai isotop Os laut ini dapat diamati pada sedimen laut yang diendapkan, dan akhirnya mengalami litifikasi dalam jangka waktu tersebut.[7] Hal ini memungkinkan para peneliti untuk membuat perkiraan tentang fluks pelapukan, mengidentifikasi vulkanisme banjir basal, dan peristiwa dampak yang mungkin menyebabkan beberapa kepunahan massal terbesar kita. Misalnya, catatan isotop Os sedimen laut telah digunakan untuk mengidentifikasi dan menguatkan dampak batas K-T.[8] Dampak dari asteroid ~10 km ini secara besar-besaran mengubah ciri khas sedimen laut sebesar 187Os/188Os pada waktu itu. Dengan rata-rata 187Os/188Os ekstraterestrial sebesar ~0,13 dan sejumlah besar Os yang disumbangkan dampak ini (setara dengan 600.000 tahun input sungai saat ini) menurunkan nilai 187Os/188Os laut global dari ~0,45 menjadi ~0,2.[4]

Rasio isotop Os juga dapat digunakan sebagai sinyal dampak antropogenik.[9] Rasio 187Os/188Os yang sama yang umum dalam pengaturan geologis dapat digunakan untuk mengukur penambahan Os antropogenik melalui hal-hal seperti konverter katalitik.[9] Walaupun konverter katalitik telah terbukti secara drastis mengurangi emisi NOx dan CO2, mereka membawa unsur golongan platina (platinum group element, PGE) seperti Os, ke lingkungan.[9] Sumber-sumber lain dari Os antropogenik termasuk pembakaran bahan bakar fosil, peleburan bijih kromium, dan peleburan beberapa bijih sulfida. Dalam satu penelitian, pengaruh knalpot mobil pada sistem Os laut dievaluasi. Knalpot mobil 187Os/188Os telah dicatat menjadi ~0,2 (mirip dengan input yang berasal dari mantel dan ekstraterestrial) yang sangat terdeplesi (3, 7). Pengaruh Os antropogenik dapat dilihat paling baik dengan membandingkan rasio Os akuatik dan sedimen lokal atau perairan yang lebih dalam. Air permukaan yang terkena dampak cenderung memiliki nilai yang lebih rendah bila dibandingkan dengan laut dalam dan sedimen di luar batas yang diperkirakan dari input kosmik.[9] Peningkatan efek ini diperkirakan disebabkan oleh masuknya Os antropogenik yang terbang di udara ke dalam presipitasi.

Waktu paruh 184Os yang panjang sehubungan dengan peluruhan alfanya menjadi 180W telah diusulkan sebagai metode penanggalan radiometrik untuk batuan kaya osmium atau untuk diferensiasi inti planet.[1]

Referensi

sunting
  1. ^ a b c Peters, Stefan T.M.; Münker, Carsten; Becker, Harry; Schulz, Toni (April 2014). "Alpha-decay of 184Os revealed by radiogenic 180W in meteorites: Half life determination and viability as geochronometer". Earth and Planetary Science Letters. 391: 69–76. doi:10.1016/j.epsl.2014.01.030. 
  2. ^ 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. 
  3. ^ Flegenheimer, Juan (2014). "The mystery of the disappearing isotope". Revista Virtual de Química. 6 (4): 1139–1142. doi:10.5935/1984-6835.20140073 . 
  4. ^ a b c d Peucker-Ehrenbrink, B.; Ravizza, G. (2000). "The marine osmium isotope record". Terra Nova. 12 (5): 205–219. Bibcode:2000TeNov..12..205P. doi:10.1046/j.1365-3121.2000.00295.x. 
  5. ^ a b c Esser, Bradley K.; Turekian, Karl K. (1993). "The osmium isotopic composition of the continental crust". Geochimica et Cosmochimica Acta. 57 (13): 3093–3104. Bibcode:1993GeCoA..57.3093E. doi:10.1016/0016-7037(93)90296-9. 
  6. ^ Hauri, Erik H. (2002). "Osmium Isotopes and Mantle Convection" (PDF). Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 360 (1800): 2371–2382. Bibcode:2002RSPTA.360.2371H. doi:10.1098/rsta.2002.1073. JSTOR 3558902. PMID 12460472. 
  7. ^ Lowery, Chistopher; Morgan, Joanna; Gulick, Sean; Bralower, Timothy; Christeson, Gail (2019). "Ocean Drilling Perspectives on Meteorite Impacts". Oceanography. 32: 120–134. doi:10.5670/oceanog.2019.133 . 
  8. ^ Selby, D.; Creaser, R. A. (2005). "Direct Radiometric Dating of Hydrocarbon Deposits Using Rhenium-Osmium Isotopes". Science. 308 (5726): 1293–1295. Bibcode:2005Sci...308.1293S. doi:10.1126/science.1111081. PMID 15919988. 
  9. ^ a b c d Chen, C.; Sedwick, P. N.; Sharma, M. (2009). "Anthropogenic osmium in rain and snow reveals global-scale atmospheric contamination". Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (19): 7724–7728. Bibcode:2009PNAS..106.7724C. doi:10.1073/pnas.0811803106 . PMC 2683094 . PMID 19416862.