Isotop nikel

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]
lihat bicara sunting

Daftar isotop

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. # – 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

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] 78}Ni, 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

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. Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
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. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
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 .

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (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
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 .
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005.
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (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.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven.
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
  • IAEA – Nuclear Data Section. "Livechart – Table of Nuclides". IAEA – Nuclear Data Section. Diakses tanggal 5 Juli 2022.