Bismuth (83Bi) has 41 known isotopes, ranging from 184Bi to 224Bi. Bismuth has no stable isotopes, but does have one very long-lived isotope; thus, the standard atomic weight can be given as 208.98040(1). Although bismuth-209 is now known to be radioactive, it has classically been considered to be a stable isotope because it has a half-life of approximately 2.01×1019 years, which is more than a billion times the age of the universe. Besides 209Bi, the most stable bismuth radioisotopes are 210mBi with a half-life of 3.04 million years, 208Bi with a half-life of 368,000 years and 207Bi, with a half-life of 32.9 years, none of which occurs in nature. All other isotopes have half-lives under 1 year, most under a day. Of naturally occurring radioisotopes, the most stable is radiogenic 210Bi with a half-life of 5.012 days. 210mBi is unusual for being a nuclear isomer with a half-life multiple orders of magnitude longer than that of the ground state.
List of isotopes
Nuclide [n 1] |
Historic name |
Z | N | Isotopic mass (Da)[4] [n 2][n 3] |
Half-life [n 4] |
Decay mode [n 5] |
Daughter isotope [n 6] |
Spin and parity [n 7][n 8] |
Isotopic abundance | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Excitation energy[n 8] | |||||||||||||||||||
184Bi[5] | 83 | 101 | 184.00135(13)# | 13(2) ms | α | 180Tl | 3+# | ||||||||||||
184mBi | 150(100)# keV | 6.6(15) ms | α | 180Tl | 10−# | ||||||||||||||
185Bi[6] | 83 | 102 | 184.99760(9)# | 2.8+2.3 −1.0 μs |
p (92%) | 184Pb | (1/2+) | ||||||||||||
α (8%) | 181Tl | ||||||||||||||||||
185mBi | 70(50)# keV | 58(2) μs | IT | 185Bi | (7/2−, 9/2−) | ||||||||||||||
186Bi[7] | 83 | 103 | 185.996623(18) | 14.8(7) ms | α | 182Tl | (3+) | ||||||||||||
β+? | 186Pb | ||||||||||||||||||
β+, SF (0.011%) | (various) | ||||||||||||||||||
186mBi | 170(100)# keV | 9.8(4) ms | α | 182Tl | (10−) | ||||||||||||||
β+? | 186Pb | ||||||||||||||||||
β+, SF (0.011%) | (various) | ||||||||||||||||||
187Bi[7] | 83 | 104 | 186.993147(11) | 37(2) ms | α | 183Tl | (9/2−) | ||||||||||||
β+ (rare) | 187Pb | ||||||||||||||||||
187m1Bi | 108(8) keV | 370(20) μs | α | 183Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
187m2Bi | 252(3) keV | 7(5) μs | IT | 187Bi | (13/2+) | ||||||||||||||
188Bi[7] | 83 | 105 | 187.992276(12) | 60(3) ms | α | 184Tl | (3+) | ||||||||||||
β+ (rare) | 188Pb | ||||||||||||||||||
β+, SF (0.0014%) | (various) | ||||||||||||||||||
188m1Bi | 66(30) keV | >5 μs | IT | 184Tl | 7+# | ||||||||||||||
188m2Bi | 153(30) keV | 265(15) ms | α | 184Tl | (10−) | ||||||||||||||
β+ (rare) | 188Pb | ||||||||||||||||||
189Bi[7] | 83 | 106 | 188.989195(22) | 688(5) ms | α | 185Tl | (9/2−) | ||||||||||||
β+? | 189Pb | ||||||||||||||||||
189m1Bi | 184(5) keV | 5.0(1) ms | α (83%) | 185Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
IT (17%) | 189Bi | ||||||||||||||||||
189m2Bi | 357.6(5) keV | 880(50) ns | IT | 189Bi | (13/2+) | ||||||||||||||
190Bi[7] | 83 | 107 | 189.988625(23) | 6.3(1) s | α (77%) | 186Tl | (3+) | ||||||||||||
β+ (23%) | 190Pb | ||||||||||||||||||
β+, SF (6×10-6%) | (various) | ||||||||||||||||||
190m1Bi | 120(40) keV | 6.2(1) s | α (70%) | 186Tl | (10−) | ||||||||||||||
β+ (30%) | 190Pb | ||||||||||||||||||
β+,SF (4×10-6%) | (various) | ||||||||||||||||||
190m2Bi | 121(15) keV | 175(8) ns | IT | 190Bi | (5−) | ||||||||||||||
190m3Bi | 394(40) keV | 1.3(8) μs | IT | 190Bi | (8−) | ||||||||||||||
191Bi[7] | 83 | 108 | 190.985787(8) | 12.4(3) s | α (51%) | 187Tl | (9/2−) | ||||||||||||
β+ (49%) | 191Pb | ||||||||||||||||||
191m1Bi | 242(4) keV | 124(5) ms | α (68%) | 187Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
IT (32%) | 191Bi | ||||||||||||||||||
β+ (rare) | 191Pb | ||||||||||||||||||
191m2Bi | 429.7(5) keV | 562(10) ns | IT | 191Bi | (13/2+) | ||||||||||||||
191m3Bi | 1875(25)# keV | 400(40) ns | IT | 191Bi | 25/2-# | ||||||||||||||
192Bi | 83 | 109 | 191.98547(3) | 34.6(9) s | β+ (82%) | 192Pb | (3+) | ||||||||||||
α (18%) | 188Tl | ||||||||||||||||||
192mBi | 150(30) keV | 39.6(4) s | β+ (90.8%) | 192Pb | (10−) | ||||||||||||||
α (9.2%) | 188Tl | ||||||||||||||||||
193Bi | 83 | 110 | 192.982947(8) | 67(3) s | β+ (95%) | 193Pb | (9/2−) | ||||||||||||
α (5%) | 189Tl | ||||||||||||||||||
193mBi | 308(7) keV | 3.2(6) s | α (90%) | 189Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
β+ (10%) | 193Pb | ||||||||||||||||||
194Bi | 83 | 111 | 193.982799(6) | 95(3) s | β+ (99.54%) | 194Pb | (3+) | ||||||||||||
α (.46%) | 190Tl | ||||||||||||||||||
194m1Bi | 110(70) keV | 125(2) s | β+ | 194Pb | (6+, 7+) | ||||||||||||||
α (rare) | 190Tl | ||||||||||||||||||
194m2Bi | 230(90)# keV | 115(4) s | (10−) | ||||||||||||||||
195Bi | 83 | 112 | 194.980649(6) | 183(4) s | β+ (99.97%) | 195Pb | (9/2−) | ||||||||||||
α (.03%) | 191Tl | ||||||||||||||||||
195m1Bi | 399(6) keV | 87(1) s | β+ (67%) | 195Pb | (1/2+) | ||||||||||||||
α (33%) | 191Tl | ||||||||||||||||||
195m2Bi | 2311.4+X keV | 750(50) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
196Bi | 83 | 113 | 195.980667(26) | 5.1(2) min | β+ (99.99%) | 196Pb | (3+) | ||||||||||||
α (.00115%) | 192Tl | ||||||||||||||||||
196m1Bi | 166.6(30) keV | 0.6(5) s | IT | 196Bi | (7+) | ||||||||||||||
β+ | 196Pb | ||||||||||||||||||
196m2Bi | 270(3) keV | 4.00(5) min | (10−) | ||||||||||||||||
197Bi | 83 | 114 | 196.978865(9) | 9.33(50) min | β+ (99.99%) | 197Pb | (9/2−) | ||||||||||||
α (10−4%) | 193Tl | ||||||||||||||||||
197m1Bi | 690(110) keV | 5.04(16) min | α (55%) | 193Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
β+ (45%) | 197Pb | ||||||||||||||||||
IT (.3%) | 197Bi | ||||||||||||||||||
197m2Bi | 2129.3(4) keV | 204(18) ns | (23/2−) | ||||||||||||||||
197m3Bi | 2360.4(5)+X keV | 263(13) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
197m4Bi | 2383.1(7)+X keV | 253(39) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
197m5Bi | 2929.5(5) keV | 209(30) ns | (31/2−) | ||||||||||||||||
198Bi | 83 | 115 | 197.979201(30) | 10.3(3) min | β+ | 198Pb | (2+, 3+) | ||||||||||||
198m1Bi | 280(40) keV | 11.6(3) min | β+ | 198Pb | (7+) | ||||||||||||||
198m2Bi | 530(40) keV | 7.7(5) s | 10− | ||||||||||||||||
199Bi | 83 | 116 | 198.977673(11) | 27(1) min | β+ | 199Pb | 9/2− | ||||||||||||
199m1Bi | 667(4) keV | 24.70(15) min | β+ (98%) | 199Pb | (1/2+) | ||||||||||||||
IT (2%) | 199Bi | ||||||||||||||||||
α (.01%) | 195Tl | ||||||||||||||||||
199m2Bi | 1947(25) keV | 0.10(3) μs | (25/2+) | ||||||||||||||||
199m3Bi | ~2547.0 keV | 168(13) ns | 29/2− | ||||||||||||||||
200Bi | 83 | 117 | 199.978131(24) | 36.4(5) min | β+ | 200Pb | 7+ | ||||||||||||
200m1Bi | 100(70)# keV | 31(2) min | EC (90%) | 200Pb | (2+) | ||||||||||||||
IT (10%) | 200Bi | ||||||||||||||||||
200m2Bi | 428.20(10) keV | 400(50) ms | (10−) | ||||||||||||||||
201Bi | 83 | 118 | 200.976995(13) | 108(3) min | β+ (99.99%) | 201Pb | 9/2− | ||||||||||||
α (10−4%) | 197Tl | ||||||||||||||||||
201m1Bi | 846.34(21) keV | 59.1(6) min | EC (92.9%) | 201Pb | 1/2+ | ||||||||||||||
IT (6.8%) | 201Bi | ||||||||||||||||||
α (.3%) | 197Tl | ||||||||||||||||||
201m2Bi | 1932.2+X keV | 118(28) ns | (25/2+) | ||||||||||||||||
201m3Bi | 1971.2+X keV | 105(75) ns | (27/2+) | ||||||||||||||||
201m4Bi | 2739.90(20)+X keV | 124(4) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
202Bi | 83 | 119 | 201.977723(15) | 1.72(5) h | β+ | 202Pb | 5(+#) | ||||||||||||
α (10−5%) | 198Tl | ||||||||||||||||||
202m1Bi | 615(7) keV | 3.04(6) μs | (10#)− | ||||||||||||||||
202m2Bi | 2607.1(5) keV | 310(50) ns | (17+) | ||||||||||||||||
203Bi | 83 | 120 | 202.976892(14) | 11.76(5) h | β+ | 203Pb | 9/2− | ||||||||||||
α (10−5%) | 199Tl | ||||||||||||||||||
203m1Bi | 1098.14(7) keV | 303(5) ms | IT | 203Bi | 1/2+ | ||||||||||||||
203m2Bi | 2041.5(6) keV | 194(30) ns | 25/2+ | ||||||||||||||||
204Bi | 83 | 121 | 203.977836(10) | 11.22(10) h | β+ | 204Pb | 6+ | ||||||||||||
204m1Bi | 805.5(3) keV | 13.0(1) ms | IT | 204Bi | 10− | ||||||||||||||
204m2Bi | 2833.4(11) keV | 1.07(3) ms | (17+) | ||||||||||||||||
205Bi | 83 | 122 | 204.977385(5) | 15.31(4) d | β+ | 205Pb | 9/2− | ||||||||||||
206Bi | 83 | 123 | 205.978499(8) | 6.243(3) d | β+ | 206Pb | 6(+) | ||||||||||||
206m1Bi | 59.897(17) keV | 7.7(2) μs | (4+) | ||||||||||||||||
206m2Bi | 1044.8(5) keV | 890(10) μs | (10−) | ||||||||||||||||
207Bi | 83 | 124 | 206.9784706(26) | 32.9(14) y | β+ | 207Pb | 9/2− | ||||||||||||
207mBi | 2101.49(16) keV | 182(6) μs | 21/2+ | ||||||||||||||||
208Bi | 83 | 125 | 207.9797421(25) | 3.68(4)×105 y | β+ | 208Pb | (5)+ | ||||||||||||
208mBi | 1571.1(4) keV | 2.58(4) ms | IT | 208Bi | (10)− | ||||||||||||||
209Bi [n 9][n 10] |
83 | 126 | 208.9803986(15) | 2.01(8)×1019 y [n 11] |
α | 205Tl | 9/2− | 1.0000 | |||||||||||
210Bi | Radium E | 83 | 127 | 209.9841202(15) | 5.012(5) d | β− | 210Po | 1− | Trace[n 12] | ||||||||||
α (1.32×10−4%) | 206Tl | ||||||||||||||||||
210mBi | 271.31(11) keV | 3.04(6)×106 y | α | 206Tl | 9− | ||||||||||||||
211Bi | Actinium C | 83 | 128 | 210.987269(6) | 2.14(2) min | α (99.72%) | 207Tl | 9/2− | Trace[n 13] | ||||||||||
β− (.276%) | 211Po | ||||||||||||||||||
211mBi | 1257(10) keV | 1.4(3) μs | (25/2−) | ||||||||||||||||
212Bi | Thorium C | 83 | 129 | 211.991285(2) | 60.55(6) min | β− (64.05%) | 212Po | 1(−) | Trace[n 14] | ||||||||||
α (35.94%) | 208Tl | ||||||||||||||||||
β−, α (.014%) | 208Pb | ||||||||||||||||||
212m1Bi | 250(30) keV | 25.0(2) min | α (67%) | 208Tl | (9−) | ||||||||||||||
β− (33%) | 212mPo | ||||||||||||||||||
β−, α (.3%) | 208Pb | ||||||||||||||||||
212m2Bi | 2200(200)# keV | 7.0(3) min | >16 | ||||||||||||||||
213Bi [n 15][n 16] |
83 | 130 | 212.994384(5) | 45.59(6) min | β− (97.91%) | 213Po | 9/2− | Trace[n 17] | |||||||||||
α (2.09%) | 209Tl | ||||||||||||||||||
214Bi | Radium C | 83 | 131 | 213.998711(12) | 19.9(4) min | β− (99.97%) | 214Po | 1− | Trace[n 12] | ||||||||||
α (.021%) | 210Tl | ||||||||||||||||||
β−, α (.003%) | 210Pb | ||||||||||||||||||
215Bi | 83 | 132 | 215.001749(6) | 7.6(2) min | β− | 215Po | (9/2−) | Trace[n 13] | |||||||||||
215mBi | 1347.5(25) keV | 36.9(6) s | IT (76.9%) | 215Bi | (25/2−) | ||||||||||||||
β− (23.1%) | 215Po | ||||||||||||||||||
216Bi | 83 | 133 | 216.006306(12) | 2.17(5) min | β− | 216Po | (6−, 7−) | ||||||||||||
216mBi | 24(19) keV | 6.6(21) min | β− | 216Po | 3−# | ||||||||||||||
217Bi | 83 | 134 | 217.009372(19) | 98.5(8) s | β− | 217Po | 9/2−# | ||||||||||||
217mBi | 1480(40) keV | 2.70(6) μs | IT | 217Bi | 25/2−# | ||||||||||||||
218Bi | 83 | 135 | 218.014188(29) | 33(1) s | β− | 218Po | (6−, 7−, 8−) | ||||||||||||
219Bi | 83 | 136 | 219.01752(22)# | 8.7(29) s | β− | 219Po | 9/2−# | ||||||||||||
220Bi | 83 | 137 | 220.02250(32)# | 9.5(57) s | β− | 220Po | 1−# | ||||||||||||
221Bi | 83 | 138 | 221.02598(32)# | 2# s | β−? | 221Po | 9/2−# | ||||||||||||
β−, n? | 220Po | ||||||||||||||||||
222Bi | 83 | 139 | 222.03108(32)# | 3# s | β−? | 222Po | 1−# | ||||||||||||
β−, n? | 221Po | ||||||||||||||||||
223Bi | 83 | 140 | 223.03461(43)# | 1# s | β−? | 223Po | 9/2−# | ||||||||||||
β−, n? | 222Po | ||||||||||||||||||
224Bi | 83 | 141 | 224.03980(43)# | 1# s | β−? | 224Po | 1−# | ||||||||||||
β−, n? | 223Po | ||||||||||||||||||
This table header & footer: |
- mBi – Excited nuclear isomer.
- ( ) – Uncertainty (1σ) is given in concise form in parentheses after the corresponding last digits.
- # – Atomic mass marked #: value and uncertainty derived not from purely experimental data, but at least partly from trends from the Mass Surface (TMS).
- Bold half-life – nearly stable, half-life longer than age of universe.
- Modes of decay:
EC: Electron capture IT: Isomeric transition p: Proton emission - Bold symbol as daughter – Daughter product is stable.
- ( ) spin value – Indicates spin with weak assignment arguments.
- # – Values marked # are not purely derived from experimental data, but at least partly from trends of neighboring nuclides (TNN).
- Formerly believed to be final decay product of 4n+1 decay chain
- Primordial radioisotope, also some is radiogenic from the extinct nuclide 237Np
- Formerly believed to be the heaviest stable nuclide
- A byproduct of thorium reactors via 233U.
Bismuth-213
Bismuth-213 (213Bi) has a half-life of 45 minutes and decays via alpha emission. Commercially, bismuth-213 can be produced by bombarding radium with bremsstrahlung photons from a linear particle accelerator, which populates its progenitor actinium-225. In 1997, an antibody conjugate with 213Bi was used to treat patients with leukemia. This isotope has also been tried in targeted alpha therapy (TAT) program to treat a variety of cancers.[8] Bismuth-213 is also found in the decay chain of uranium-233, which is the fuel bred by thorium reactors.