- Isotopes du potassium
-
Le potassium (K) possède 24 isotopes connus de nombre de masse variant entre 32 et 55, ainsi que quatre isomères nucléaires. Le potassium est présent dans la nature sous la forme de trois isotopes : 39K (93,3%) et 41K (6,7%), tous deux stables, et un radioisotope à longue durée de vie (demi-vie de 1,248 milliard d'années), 40K (0,012%). Sa masse atomique standard est de 39,0983(1) u. Les autres radioisotopes du potassium ont tous une demi-vie inférieure à une journée, et pour la plupart d'entre eux inférieure à une minute.
Les isotopes les plus légers (32K, 33K et 34K) se désintègrent par émission de proton en isotopes de l'argon, ceux un peu plus lourds, mais plus légers que les isotopes stables et 40K se désintègrent principalement par désintégration β+, toujours en isotopes de l'argon, et les radioisotopes les plus lourds, 40K inclus, principalement par désintégration β- en isotopes du calcium.
Sommaire
Potassium 40
Article détaillé : potassium 40.Le potassium 40 (40K) possède un noyau constitué de 19 protons et de 21 neutrons. Radioisotope primordial, malgré sa faible occurrence comme isotope du potassium, il est présent en relativement grande quantité dans la nature et est même la principale source de radioactivité chez les être vivants en bonne santé, plus grande par exemple que le carbone 14. Dans un corps humain de 70 kg, environ 4400 noyaux de 40K se désintègrent par seconde[1].
Le potassium 40 se désintègre principalement (88,8%) par désintégration β- en 40Ca, stable. Il se désintègre aussi de façon minoritaire (11,2%) par capture électronique et en proportion quasiment négligeable par désintégration β+ (ce qui fait de lui sans ce cas rare le nucléide émetteur de positron à plus longue demi-vie) en 40Ar , stable également. Sa demi-vie est de 1,250×109 années.
La désintégration de 40K en 40Ar est utilisé dans la datation des roches selon une méthode appelée datation au potassium-argon. Cette méthode repose sur l'hypothèse que les roches ne contenaient pas d'argon lors de leur formation, et que par conséquent l'argon actuellement présent a été formé par la désintégration du potassium 40. Ces minéraux sont donc daté par la mesure de la quantité de potassium et de l'argon radiogénique accumulé.
Table des isotopes
Symbole
de l’isotopeZ (p) N (n) masse isotopique (u) demi-vie mode(s) de
désintégration[2],[3]isotope(s)-fils[n 1] spin nucléaire composition isotopique
représentative
(fraction molaire)énergie d'excitation 32K 19 13 32,02192(54)# p 31Ar 1+# 32mK 950(100)# keV ? 4+# 33K 19 14 33,00726(21)# <25 ns p 32Ar (3/2+)# 34K 19 15 33,99841(32)# <40 ns p 33Ar 1+# 35K 19 16 34,988010(21) 178(8) ms β+ (99,63%) 35Ar 3/2+ β+, p (0,37%) 34Cl 36K 19 17 35,981292(8) 342(2) ms β+ (99,94%) 36Ar 2+ β+, p (0,048%) 35Cl β+, α (0,012%) 32S 37K 19 18 36,97337589(10) 1,226(7) s β+ 37Ar 3/2+ 38K 19 19 37,9690812(5) 7,636(18) min β+ 38Ar 3+ 38m1K 130,50(28) keV 924,2(3) ms 0+ 38m2K 3458,0(2) keV 21,98(11) µs (7+),(5+) 39K 19 20 38,96370668(20) Stable 3/2+ 0,932581(44) 40K[n 2][n 3] 19 21 39,96399848(21) 1,248(3)×109 a β- (88,8%) 40Ca 4- 1,17(1)×10−4 CE (11,2%) 40Ar β+ (0,001%) 40Ar 40mK 1643,639(11) keV 336(12) ns 0+ 41K 19 22 40,96182576(21) Stable 3/2+ 0,067302(44) 42K 19 23 41,96240281(24) 12,360(12) h β- 42Ca 2- 43K 19 24 42,960716(10) 22,3(1) h β- 43Ca 3/2+ 44K 19 25 43,96156(4) 22,13(19) min β- 44Ca 2- 45K 19 26 44,960699(11) 17,3(6) min β- 45Ca 3/2+ 46K 19 27 45,961977(17) 105(10) s β- 46Ca 2(-) 47K 19 28 46,961678(9) 17,50(24) s β- 47Ca 1/2+ 48K 19 29 47,965514(26) 6,8(2) s β- (98,86%) 48Ca (2-) β-, n (1,14%) 47Ca 49K 19 30 48,96745(8) 1,26(5) s β-, n (86%) 48Ca (3/2+) β- (14%) 49Ca 50K 19 31 49,97278(30) 472(4) ms β- (71%) 50Ca (0-,1,2-) β-, n (29%) 49Ca 51K 19 32 50,97638(54)# 365(5) ms β- (53%) 51Ca 3/2+# β-, n (47%) 50Ca 52K 19 33 51,98261(75)# 105(5) ms β-, n (64%) 51Ca (2-)# β-, 2n (21%) 50Ca β- (15%) 52Ca 53K 19 34 52,98712(75)# 30(5) ms β-, n (67%) 52Ca (3/2+)# β-, 2n (17%) 51Ca β- (16%) 53Ca 54K 19 35 53,99420(97)# 10(5) ms β- (>99,9%) 54Ca 2-# β-, n (<,1%) 53Ca 55K 19 36 54,99971(107)# 3# ms β- 55Ca 3/2+# β-, n 54Ca - Isotopes stables en gras
- Utilisé en datation au potassium-argon
- radionucléide primordial
Remarques
- Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
- Les incertitudes sont donnée de façon concise entre parenthèse après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent incertitudes élargies.
Notes et références
- Radioactive Human Body. Consulté le 2011-05-18
- http://www.nucleonica.net/unc.aspx
- Abréviations :
CE : capture électronique
- Masse des isotopes depuis :
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », dans Nuclear Physics A, vol. 729, 2003, p. 3–128 [texte intégral, lien DOI]
- Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », dans Pure and Applied Chemistry, vol. 75, no 6, 2003, p. 683–800 [texte intégral, lien DOI]
- M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », dans Pure and Applied Chemistry, vol. 78, no 11, 2006, p. 2051–2066 [texte intégral, lien DOI]
- Demi-vie, spin et données sur les isomères sélectionnés depuis les source suivantes :
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », dans Nuclear Physics A, vol. 729, 2003, p. 3–128 [texte intégral, lien DOI]
- National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory. Consulté le September 2005
- (en) N. E. Holden, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004 (ISBN 978-0849304859), « Table of the Isotopes », p. Section 11
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of potassium » (voir la liste des auteurs)
Voir aussi
Catégorie :- Liste d'isotopes par élément
Wikimedia Foundation. 2010.
