锡的同位素

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主要的锡同位素
同位素 衰变
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		产物
112Sn 0.97% 稳定，带62粒中子
113Sn 人造 115.08 天 β+ 0.017 113In
114Sn 0.66% 稳定，带64粒中子
115Sn 0.34% 稳定，带65粒中子
116Sn 14.54% 稳定，带66粒中子
117Sn 7.68% 稳定，带67粒中子
117m1Sn 人造 13.939 天 IT 0.315 117Sn
118Sn 24.22% 稳定，带68粒中子
119Sn 8.59% 稳定，带69粒中子
120Sn 32.58% 稳定，带70粒中子
121m1Sn 人造 43.9 年 IT 0.006 121Sn
β− 0.409 121Sb
122Sn 4.63% 稳定，带72粒中子
124Sn 5.79% 稳定，带74粒中子
126Sn 痕量 2.3×105 年 β− 0.338 126m2Sb
β− 0.360 126m1Sb
标准原子质量（英语：Standard atomic weight） (Ar, 标准)
←In（49） Sb（51）→

锡（Sn，原子量：118.710(7)）共有71个同位素[2]，由于锡的质子数为幻数50，因此锡的同位素相较于邻近的核素都有较稳定的趋势，例如锡有10个稳定同位素（3个观测上稳定），是所有化学元素中稳定同位素最多的元素。锡的同位素包括两种双幻核：锡-100 （100
Sn
），发现于1994年、[3]与锡-132 （132
Sn
）。

稳定的锡同位素[编辑]

锡元素的电子排布为[氪] 4d10 5s2 5p2，与质子排布1s21p61d101f141g102s22p6意义不同
质子壳层的能级示意图，质子数为50的锡正好填满核壳层的第四个能级群。
主条目：核壳层模型

根据核壳层模型，锡的质子排布为：1s21p61d101f141g102s22p6 ，正好填满核壳层的第四个能级群（幻数50[4][5][6][7][8]），因此锡相较于邻近的同位素有较高的稳定性，且锡拥有的稳定同位素数是所有化学元素中，最多的一个。

主条目：锡

天然存在的锡元素中含有11种同位素，主要由锡-120（120
Sn
）丰度最高，占32.5%，约达三分之一、 锡-118（118
Sn
）丰度其次，占24.2%构成，其余包括锡-116（116
Sn
），丰度占约14.5%、 锡-119（119
Sn
）丰度占约8.59%、 锡-117（117
Sn
）丰度占约7.68%、 锡-124（124
Sn
），丰度占约5.79%、 锡-122（122
Sn
），丰度占约4.63%，剩下的都是含量低于1%的微量元素，他们包括： 112
Sn
（0.97%）、 114
Sn
（0.66%）、 115
Sn
（0.34%） 以及痕量的126
Sn
，其中有7个稳定同位素、3个观测上稳定的同位素和一个长寿命放射性元素[9][10][11]。

锡共有3个观测上稳定的同位素，即理论上会衰变或已知放射性但半衰期只有下限，且目前尚未观测到其衰变的现象，包括112
Sn
，应该会经由双电子捕获（β+β+）衰变成镉-112（112
Cd
）、122
Sn
，应该会经由双β衰变（β−β−）衰变成碲-122（122
Te
），以及124
Sn
，应该会经由双β衰变（β−β−）衰变成碲-124（124
Te
），半衰期下限在100×1015年[9][10][11]。

锡三种常见的同位素116
Sn
、118
Sn
和120
Sn
，是最简单检测并用NMR光谱进行分析的元素，其化学位移参考SnMe4[12]。

锡-121m1[编辑]

中等寿命裂变产物
项：
单位：		 t½
a		 产额
%		 Q*
KeV		 βγ
*
155Eu 4.76 .0803 252 βγ
85Kr 10.76 .2180 687 βγ
113mCd 14.1 .0008 316 β
90Sr 28.9 4.505 2826 β
137Cs 30.23 6.337 1176 βγ
121mSn 43.9 .00005 390 βγ
151Sm 90 .5314 77 β
主条目：锡-121m1

锡-121m1（121m1
Sn
）是锡的一种放射性同位素，也是中等寿命裂变产物之一[13][14]，为锡-121（121
Sn
）的核同质异能素之一，激发能量约为6.30 keV，半衰期有43.9年[2]，比基态的121
Sn
拥有较高的稳定性，基态的121
Sn
半衰期只有约27小时。

在一般的热中子反应堆，121m1
Sn
有非常低的裂变产率，因此，这种同位素并不是一个显著的核废料贡献者，也就是说，它只占核废料的极小部分。快速裂变或一些更重的锕系元素裂变会产生较高产量的121m1
Sn
，例如在铀-235的热中子裂变中，每次裂变的121m1
Sn
产率是0.0007%，在快速裂变中，每次裂变的产率是0.002%[15]。

除了121m1
Sn
之外还有两种核同质异能素，但他们的寿命都非常短，121m2
Sn
和121m3
Sn
的半衰期都以微秒计。

锡-126[编辑]

长寿命裂变产物
项：
单位：		 t½
Ma		 产额
%		 Q*
KeV		 βγ
*
99Tc 0.211 6.1385 294 β
126Sn 0.230 0.1084 4050 βγ
79Se 0.295 0.0447 151 β
93Zr 1.53 5.4575 91 βγ
135Cs 2.3  6.9110 269 β
107Pd 6.5  1.2499 33 β
129I 15.7  0.8410 194 βγ
每次裂变的产率（英语：Fission product yield）（%）[15]
热中子 快中子 14 MeV
232
Th
 		不发生裂变 0.0481 ± 0.0077 0.87 ± 0.20
233
U
 		0.224 ± 0.018 0.278 ± 0.022 1.92 ± 0.31
235
U
 		0.056 ± 0.004 0.0137 ± 0.001 1.70 ± 0.14
238
U
 		不发生裂变 0.054 ± 0.004 1.31 ± 0.21
239
Pu
 		0.199 ± 0.016 0.26 ± 0.02 2.02 ± 0.22
241
Pu
（英语：Plutonium-241） 		0.082 ± 0.019 0.22 ± 0.03 无数据

锡-126（126
Sn
）是锡的放射性同位素中，半衰期最长的同位素，其半衰期长达二十三万年，并经由贝塔衰变，衰变成短寿命的锑-126的同质异能素：126m1
Sb
与126m2
Sb
，且该衰变产物会经由核异构转变衰变成126
Sb
，也就是说核子会从激发态的126m1
Sb
跃迁回126
Sb
，但在这个过程中会放出高能量的γ射线光子，使得使得外部接触到锡-126成为一大隐患。

锡-126是七种长寿命裂变产物之一，是其中质量在中等的产物之一。在目前几乎所有的核电站使用的热中子反应堆中，他有非常低的产额，从铀-235产额约为0.056%，因为慢中子几乎总是使铀-235或钚-239裂变成半不等。而在快速裂变、核武器或一些更重的锕系元素裂变如锎，就会有较高的产额[16]。

锡-126衰变能较大，而且是七种长寿裂变产物中唯一能释放高能γ射线的核素。但是这种核素产额很低。如果反应堆以铀-235为燃料，在乏燃料中，每单位时间锡-126释放出的能量是锝-99的5%；如果反应堆以铀-235（65%）和钚-239（35%）为燃料，在乏燃料中，每单位时间锡-126释放出的能量是锝-99的20%。锡化学性质比较惰性，不易在环境中迁移，因此对人类健康影响不大。

图表[编辑]

符号 Z（
p
 ） 		N（
n
 ） 		同位素质量（u）[17][18] 半衰期 衰变
方式[2][n 1] 		衰变
产物[n 2] 		原子核
自旋 		相对丰度
（摩尔分率） 		相对丰度
的变化量
（摩尔分率）
激发能量
99Sn[n 3] 50 49 98.94933(64)# 5# ms 9/2+#
100Sn 50 50 99.93904(76) 1.1(4) s
[0.94(+54-27) s] 		β+ (83%) 100In 0+
β+, p (17%) 99Cd
101Sn 50 51 100.93606(32)# 3(1) s β+ 101In 5/2+#
β+, p （不常见） 100Cd
102Sn 50 52 101.93030(14) 4.5(7) s β+ 102In 0+
β+, p （不常见） 101Cd
102mSn 2017(2) keV 720(220) ns (6+)
103Sn 50 53 102.92810(32)# 7.0(6) s β+ 103In 5/2+#
β+, p （不常见） 102Cd
104Sn 50 54 103.92314(11) 20.8(5) s β+ 104In 0+
105Sn 50 55 104.92135(9) 34(1) s β+ 105In (5/2+)
β+, p （不常见） 104Cd
106Sn 50 56 105.91688(5) 115(5) s β+ 106In 0+
107Sn 50 57 106.91564(9) 2.90(5) min β+ 107In (5/2+)
108Sn 50 58 107.911925(21) 10.30(8) min β+ 108In 0+
109Sn 50 59 108.911283(11) 18.0(2) min β+ 109In 5/2(+)
110Sn 50 60 109.907843(15) 4.11(10) h ε 110In 0+
111Sn 50 61 110.907734(7) 35.3(6) min β+ 111In 7/2+
111mSn 254.72(8) keV 12.5(10) µs 1/2+
112Sn 50 62 111.904818(5) 观测上稳定[n 4] 0+ 0.0097(1)
113Sn 50 63 112.905171(4) 115.09(3) d β+ 113In 1/2+
113mSn 77.386(19) keV 21.4(4) min IT (91.1%) 113Sn 7/2+
β+ (8.9%) 113In
114Sn 50 64 113.902779(3) 稳定 0+ 0.0066(1)
114mSn 3087.37(7) keV 733(14) ns 7-
115Sn 50 65 114.903342(3) 稳定 1/2+ 0.0034(1)
115m1Sn 612.81(4) keV 3.26(8) µs 7/2+
115m2Sn 713.64(12) keV 159(1) µs 11/2-
116Sn 50 66 115.901741(3) 稳定 0+ 0.1454(9)
117Sn 50 67 116.902952(3) 稳定 1/2+ 0.0768(7)
117m1Sn 314.58(4) keV 13.76(4) d IT 117Sn 11/2-
117m2Sn 2406.4(4) keV 1.75(7) µs (19/2+)
118
Sn
 		50 68 117.901603(3) 稳定 0+ 0.2422(9)
119Sn 50 69 118.903308(3) 稳定 1/2+ 0.0859(4)
119m1Sn 89.531(13) keV 293.1(7) d IT 119Sn 11/2-
119m2Sn 2127.0(10) keV 9.6(12) µs (19/2+)
120Sn 50 70 119.9021947(27) 稳定 0+ 0.3258(9)
120m1Sn 2481.63(6) keV 11.8(5) µs (7-)
120m2Sn 2902.22(22) keV 6.26(11) µs (10+)#
121Sn[n 5] 50 71 120.9042355(27) 27.03(4) h β− 121Sb 3/2+
121m1Sn 6.30(6) keV 43.9(5) y IT (77.6%) 121Sn 11/2-
β− (22.4%) 121Sb
121m2Sn 1998.8(9) keV 5.3(5) µs (19/2+)#
121m3Sn 2834.6(18) keV 0.167(25) µs (27/2-)
122Sn[n 5] 50 72 121.9034390(29) 观测上稳定[n 6] 0+ 0.0463(3)
123Sn[n 5] 50 73 122.9057208(29) 129.2(4) d β− 123Sb 11/2-
123m1Sn 24.6(4) keV 40.06(1) min β− 123Sb 3/2+
123m2Sn 1945.0(10) keV 7.4(26) µs (19/2+)
123m3Sn 2153.0(12) keV 6 µs (23/2+)
123m4Sn 2713.0(14) keV 34 µs (27/2-)
124Sn[n 5] 50 74 123.9052739(15) 观测上稳定[n 7] 0+ 0.0579(5)
124m1Sn 2204.622(23) keV 0.27(6) µs 5-
124m2Sn 2325.01(4) keV 3.1(5) µs 7-
124m3Sn 2656.6(5) keV 45(5) µs (10+)#
125Sn[n 5] 50 75 124.9077841(16) 9.64(3) d β− 125Sb 11/2-
125mSn 27.50(14) keV 9.52(5) min 3/2+
126Sn[n 8] 50 76 125.907653(11) 2.30(14)×105 y β− (66.5%) 126m2Sb 0+ 痕量
β− (33.5%) 126m1Sb
126m1Sn 2218.99(8) keV 6.6(14) µs 7-
126m2Sn 2564.5(5) keV 7.7(5) µs (10+)#
127Sn 50 77 126.910360(26) 2.10(4) h β− 127Sb (11/2-)
127mSn 4.7(3) keV 4.13(3) min β− 127Sb (3/2+)
128Sn 50 78 127.910537(29) 59.07(14) min β− 128Sb 0+
128mSn 2091.50(11) keV 6.5(5) s IT 128Sn (7-)
129Sn 50 79 128.91348(3) 2.23(4) min β− 129Sb (3/2+)#
129mSn 35.2(3) keV 6.9(1) min β− (99.99%) 129Sb (11/2-)#
IT (.002%) 129Sn
130Sn 50 80 129.913967(11) 3.72(7) min β− 130Sb 0+
130m1Sn 1946.88(10) keV 1.7(1) min β− 130Sb (7-)#
130m2Sn 2434.79(12) keV 1.61(15) µs (10+)
131Sn 50 81 130.917000(23) 56.0(5) s β− 131Sb (3/2+)
131m1Sn 80(30)# keV 58.4(5) s β− (99.99%) 131Sb (11/2-)
IT (.0004%) 131Sn
131m2Sn 4846.7(9) keV 300(20) ns (19/2- to 23/2-)
132Sn 50 82 131.917816(15) 39.7(8) s β− 132Sb 0+
133Sn 50 83 132.92383(4) 1.45(3) s β− (99.97%) 133Sb (7/2-)#
β−, n (.0294%) 132Sb
134Sn 50 84 133.92829(11) 1.050(11) s β− (83%) 134Sb 0+
β−, n (17%) 133Sb
135Sn 50 85 134.93473(43)# 530(20) ms β− 135Sb (7/2-)
β−, n 134Sb
136Sn 50 86 135.93934(54)# 0.25(3) s β− 136Sb 0+
β−, n 135Sb
137Sn 50 87 136.94599(64)# 190(60) ms β− 137Sb 5/2-#

备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。


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铟的同位素 锡的同位素 锑的同位素

参见[编辑]

注释[编辑]

  1. ^ 缩写的涵义：
    ε： 电子俘获
    IT： 核异构转变
    β+：正电子发射
    β−：贝塔衰变
  2. ^ 稳定的衰变产物以粗体表示。
  3. ^ 目前已知最重的质子比中子多的核素
  4. ^ 理论上会经由双电子捕获（β+β+）衰变成镉-112（112
    Cd
    ）
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 核裂变产物
  6. ^ 理论上会经由双β衰变（β−β−）衰变成碲-122（122
    Te
    ）
  7. ^ 理论上会经由双β衰变（β−β−）衰变成碲-124（124
    Te
    ），半衰期下限在100×1015年
  8. ^ 长寿命裂变产物

参考文献[编辑]

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 元素与同位素的稳定度
相关项目
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