Anexo:Isótopos de hierro

El hierro tiene cuatro isótopos naturales: el ⁵⁴Fe, el ⁵⁶Fe, el ⁵⁷Fe y el ⁵⁸Fe, con una presencia total de hierro en la tierra de 5.845%, 91.754%, 2.119% y 0.282%, respectivamente. Además, el ⁵⁴Fe es un isótopo posiblemente radioactivo con una vida media superior a 3.1×10²² años. Se conocen 24 radioisótopos cuya vida media se muestra más adelante en la tabla.

Gran parte del trabajo que se ha realizado en la medición de la composición isotópica del hierro se ha centrado en determinar las variaciones del ⁶⁰Fe debido a los procesos que acompañan la nucleosíntesis (ej: en estudios de meteoritos) y la formación de minerales. En la última década, sin embargo, los avances en la tecnología de espectrometría de masas han permitido la detección y cuantificación de las variaciones de origen natural en los radios de los isótopos estables de hierro. Mucho de este trabajo ha sido dirigido por las comunidades de geociencia y de ciencia planetaria, aunque las aplicaciones a los sistemas biológicos e industriales están comenzando a surgir.^[1]

Masa atómica estándar: 55.845(2) u

Hierro-56

Artículo principal: Hierro 56

El isótopo ⁵⁶Fe es el isótopo con la menor masa por nucleón, 930.412 MeV/c², aunque no el isótopo con más alta energía de enlace nuclear por nucleón, que es el níquel-62.^[2] Sin embargo, debido a los detalles de cómo funciona la nucleosíntesis, ⁵⁶Fe es un objetivo más común de las cadenas de fusión dentro de las estrellas muy masivas, y por tanto es más frecuente en el universo, en comparación con otros metales, incluyendo ⁶²Ni, ⁵⁸Fe y ⁶⁰Ni, todos los cuales tienen un energía de enlace muy alta.

Hierro-57

El isótopo ⁵⁷Fe es ampliamente utilizado en la espectroscopia Mössbauer, debido a la escasa variación natural en la energía de transición nuclear.^[3]

Hierro-60

60 Fe tiene una vida media de 2.62 millones de años,^[4][5] pero hasta 2009 se pensaba que tenía una vida media de 1,5 millones de años. Decae mediante desintegración beta a cobalto-60. Es posible que la energía liberada por la desintegración de ⁶⁰Fe haya contribuido, junto con la energía liberada por la desintegración del radioisótopo ²⁶Al, a la refundición y la diferenciación de los asteroides después de que se formaran hace 4600 millones de años.

Tabla

símbolo del nucleido	Z(p)	N(n)	masa isotópica (u)	vida media	método(s) de decaimiento[n 1]	isótopo(s) hijos(s)[n 2]	espín nuclear	Composición isótopica representativa (fracción molar)	rango de variación natural (fracción molar)
	energía de excitación
45Fe	26	19	45.01458(24)#	4.9(15) ms [3.8(+20-8) ms]	p	44Mn	3/2+#
					2p	43Cr
46Fe	26	20	46.00081(38)#	9(4) ms [12(+4-3) ms]	β+ (>99.9%)	46Mn	0+
					β+, p (<.1%)	45Cr
47Fe	26	21	46.99289(28)#	21.8(7) ms	β+ (>99.9%)	47Mn	7/2-#
					β+, p (<.1%)	46Cr
48Fe	26	22	47.98050(8)#	44(7) ms	β+ (96.41%)	48Mn	0+
					β+, p (3.59%)	47Cr
49Fe	26	23	48.97361(16)#	70(3) ms	β+, p (52%)	48Cr	(7/2-)
					β+ (48%)	49Mn
50Fe	26	24	49.96299(6)	155(11) ms	β+ (>99.9%)	50Mn	0+
					β+, p (<.1%)	49Cr
51Fe	26	25	50.956820(16)	305(5) ms	β+	51Mn	5/2-
52Fe	26	26	51.948114(7)	8.275(8) h	β+	52Mn	0+
52mFe	6.81(13) MeV			45.9(6) s	β+	52Mn	(12+)#
53Fe	26	27	52.9453079(19)	8.51(2) min	β+	53Mn	7/2-
53mFe	3040.4(3) keV			2.526(24) min	TI	53Fe	19/2-
54Fe	26	28	53.9396105(7)	Aparentemente estable[n 3]			0+	0.05845(35)	0.05837-0.05861
54mFe	6526.9(6) keV			364(7) ns			10+
55Fe	26	29	54.9382934(7)	2.737(11) a	CE	55Mn	3/2-
56Fe[n 4]	26	30	55.9349375(7)	Estable			0+	0.91754(36)	0.91742-0.91760
57Fe	26	31	56.9353940(7)	Estable			1/2-	0.02119(10)	0.02116-0.02121
58Fe	26	32	57.9332756(8)	Estable			0+	0.00282(4)	0.00281-0.00282
59Fe	26	33	58.9348755(8)	44.495(9) d	β-	59Co	3/2-
60Fe	26	34	59.934072(4)	2.6×106 a	β-	60Co	0+
61Fe	26	35	60.936745(21)	5.98(6) min	β-	61Co	3/2-,5/2-
61mFe	861(3) keV			250(10) ns			9/2+#
62Fe	26	36	61.936767(16)	68(2) s	β-	62Co	0+
63Fe	26	37	62.94037(18)	6.1(6) s	β-	63Co	(5/2)-
64Fe	26	38	63.9412(3)	2.0(2) s	β-	64Co	0+
65Fe	26	39	64.94538(26)	1.3(3) s	β-	65Co	1/2-#
65mFe	364(3) keV			430(130) ns			(5/2-)
66Fe	26	40	65.94678(32)	440(40) ms	β- (>99.9%)	66Co	0+
					β-, n (<.1%)	65Co
67Fe	26	41	66.95095(45)	394(9) ms	β- (>99.9%)	67Co	1/2-#
					β-, n (<.1%)	66Co
67mFe	367(3) keV			64(17) µs			(5/2-)
68Fe	26	42	67.95370(75)	187(6) ms	β- (>99.9%)	68Co	0+
					β-, n	67Co
69Fe	26	43	68.95878(54)#	109(9) ms	β- (>99.9%)	69Co	1/2-#
					β-, n (<.1%)	68Co
70Fe	26	44	69.96146(64)#	94(17) ms			0+
71Fe	26	45	70.96672(86)#	30# ms [>300 ns]			7/2+#
72Fe	26	46	71.96962(86)#	10# ms [>300 ns]			0+

1. Abreviaciones:
   CE: Captura electrónica
   TI: Transición isomérica
2. Negrilla para los isótopos estables
3. Se cree que decae mediante β⁺ a ⁵⁴Cr con una vida media de más de 3,1 × 10²² a
4. Menor masa por nucleón de todos los radionucleidos, producto final de la nucleosíntesis estelar

Referencias

1. N. Dauphas, O. Rouxel (2006). Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes 25. Mass Spectrometry Reviews. pp. 515-550.
2. Fewell, M. P.. The atomic nuclide with the highest mean binding energy. American Journal of Physics 63 (7): 653-58. . URL:http://adsabs.harvard.edu/abs/1995AmJPh..63..653F. Accessed: 2011-03-22.
3. R. Nave. «Mossbauer Effect in Iron-57». HyperPhysics. Georgia State University. Consultado el 13 de octubre de 2009.
4. New Measurement of the ⁶⁰Fe Half-Life 103. Physical Review Letters. p. 72502. Bibcode:2009PhRvL.103g2502R. doi:10.1103/PhysRevLett.103.072502.
5. «Eisen mit langem Atem».

• Masas de isótopos de:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
• Composición isotópica y masas atómicas estándar de:
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683.
  • M. E. Wieser (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. doi:10.1351/pac200678112051. Resumen divulgativo.
• Vida media, Espín y datos de isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  • National Nuclear Data Center. «NuDat 2.1 database». Brookhaven National Laboratory. Consultado el September 2005.
  • N. E. Holden (2004). «Table of the Isotopes». En D. R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edición). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0849304859.

Isótopos de manganeso Más liviano	Isótopos de hierro	Isótopos de cobalto Más pesado
Isótopos de los elementos · Tabla de núclidos