Historyczne nazwy izotopów
Na początku badań nad radioaktywnością odkryte izotopy były czasami rozumiane lub nazywane jako różne pierwiastki i oznaczane nazwą inspirowaną ich radioaktywnym „przodkiem”. Odkrycia z lat 1900 i 1910 dały w ten sposób początek serii historycznych nazw izotopów występujących w dużych łańcuchach rozpadu .
Wczesne dni
Istnienie pewnych pierwiastków postulowano przed ich odkryciem, gdy tylko Mendelejew był w stanie sklasyfikować istniejące pierwiastki w układzie okresowym pierwiastków w 1869 roku i znalazł tam widoczne braki. Tak więc pierwiastek pod cezem w układzie okresowym był tymczasowo nazywany eka-cezem przed jego faktycznym odkryciem w latach trzydziestych XX wieku: jest to frans .
Trzy łańcuchy rozpadu
Seria toru
232 Tor jest obfity na Ziemi i ma okres półtrwania w wieku jednego. Rozpada się naturalnie po łańcuchu rozpadu
![{\ displaystyle \ mathrm {{} _ {\ 90} ^ {232} Th {\ xrightarrow [{1,4 \ times 10 ^ {10} \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 88} ^ {228} Ra {\ xrightarrow [{5.7 \ a}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 89} ^ {228} Ac {\ xrightarrow [{6.1 \ h}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 90} ^ {228} Th {\ xrightarrow [{1,9 \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 88} ^ {224} Ra {\ xrightarrow [{3,6 \ j}] {\ alpha}} {} _ {\ 86} ^ {220} Rn {\ xrightarrow [{56 \ s}] {\ alpha}} {} _ {\ 84} ^ { 216} Po {\ xrightarrow [{0.15 \ s}] {\ alpha}} {} _ {\ 82} ^ {212} Pb {\ xrightarrow [{10.6 \ h}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 83} ^ {212} Bi {\ begin {Bmatrix} {{\ xrightarrow [{1 \ h}] {64 \% \ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 84} ^ {212} Po {\ xrightarrow [{0.3 \ \ mu s}] {\ alpha}}} \\ {{{\ xrightarrow [{1 \ h}] {36 \% \ alpha}} {} _ {\ 81 } ^ {208} Tl {\ xrightarrow [{3 \ min}] {\ beta ^ {-} \}}} \ end {Bmatrix}} {} _ {\ 82} ^ {208} Pb}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d360ef2dda4d8bb8761d11c09e6a228d7c80a124)
Najobficiej występujący naturalny izotop toru rozpada się na bardziej radioaktywny tor w dwóch etapach, stąd historyczne nazwy pierwszych elementów łańcucha, tak zwanych izotopów „mezotor” występujących między dwoma izotopami toru:
232 Th (tor) → 228 Ra (mezothorium 1) → 228 Ac (mezothorium 2) → 228 Th (radiotor)
Pozostałe izotopy zostały nazwane od ich miejsca w odniesieniu do 224 Ra, zwanego torem X. Szczególnym przypadkiem jest izotop radonu 220 Rn, który był gazem nazywanym „emanacją toru” lub „toronem”, symbol Tn.
224 Ra (tor X) → 220 Rn (toron) → 216 Po (tor A) → 212 Pb (tor B) → 212 Bi (tor C) → 212 Po (tor C ') / 208 Tl (tor C ") → 208 Pb (tor D)
Seria radowa
„Głową” łańcucha rozpadu jest uran-238 , stosunkowo obfity na Ziemi ze względu na jego długi okres półtrwania (4,5 miliarda lat), ale ma on kilku potomków o dłuższym okresie półtrwania, niż jesteśmy w stanie wyodrębnić. Ostatnim, którego okres półtrwania przekracza sto lat, jest rad-226 , którego okres półtrwania wynosi 1600 lat. W tej serii tor 230 był krótko nazywany „jonem”, zanim zdano sobie sprawę, że jest to tor.
![{\ displaystyle \ mathrm {{} _ {\ 92} ^ {238} U {\ xrightarrow [{4,5 \ times 10 ^ {9} \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 90} ^ {234} Th {\ xrightarrow [{24 \ j}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 91} ^ {234m} Pa {\ xrightarrow [{1,2 \ min}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 92} ^ {234} U {\ xrightarrow [{2,5 \ times 10 ^ {5} \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 90 } ^ {230} Th {\ xrightarrow [{7,7 \ times 10 ^ {4} \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 88} ^ {226} Ra {\ xrightarrow [{1600 \ a }] {\ alpha}} {} _ {\ 86} ^ {222} Rn}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ef601c395271002467bc1ce894d904d4afcc8e60)
238 U (uran I) → 234 Th (uran X 1 ) → 234 Pa (uran Z) / 234m Pa (uran X 2 lub brew) → 234 U (uran II) → 230 Th (jon) → 226 Ra
Im więcej pierwiastków promieniotwórczych tym trudniej jest wyodrębnić, ponieważ mają one krótki okres półtrwania, dlatego można je zidentyfikować jedynie na podstawie ich radioaktywności. Zostały po raz pierwszy nazwane przez ich najłatwiejszego do wyodrębnienia radioaktywnego przodka. Radon (Rn) jest nadal przypadek szczególny: to było dawno nazywany „emanacją radu” ( emanacją radu , radonu, gdzie nazwa skrócona) lub po prostu „emanacją”. Izotop 222 Rn otrzymał kiedyś nazwę „Niton”, od łacińskich nitensów , genialny, zanim IUPAC zdecydował się na „radon” w 1923 roku. Ten izotop jest bardzo dominujący w przyrodzie, pierwiastek ostatecznie otrzymuje nazwę tego izotopu
226 Ra → 222 Rn (emanacja) → 218 Po (rad A) → 214 Pb (rad B) → 214 Bi (rad C) → 214 Po (rad C ') → 210 Pb (rad D lub radioplomb) → 210 Bi ( rad E) → 210 Po (rad F) → 206 Pb (rad G)
214 Po i 210 tal oba izotopy o 214 Bi o bardzo krótki okres półtrwania (poniżej dwóch minut), tym samym ich nazwy radu C „i radu C”, lecz 210 Tl jest wynikiem rad D nie miały został wyizolowany ze względu na stosunkowo długi okres półtrwania (ponad 20 lat) i właściwości chemiczne podobne do ołowiu (jest to izotop ołowiu 210).
206 T jest również niewystarczający okres półtrwania (4 minuty), to bardzo nieznacznym stopniu rozpadu 210 Bi ( „rad E”), stąd nazwa rad E „przez analogię do 210 Tl, podczas gdy 210 Po, z dłuższym półtrwania i prawie wyłączny potomek 210 Bi, otrzymał oznaczenie radu F.
![{\ Displaystyle {} _ {\ 83} ^ {210} Bi _ {(RaE)} {\ rozpocząć {przypadków} {\ xrightarrow {}} _ {\ 84} ^ {210} Po _ {(RaF)} { \ xrightarrow [{138 \ j}] {}} ^ {206} Pb \\ {\ xrightarrow {1,32 \ times 10 ^ {- 4} \%}} {} _ {\ 81} ^ {206} Tl _ {(RaE '')} \ end {sprawy}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6cb2980dde34126af2054f13583e20add93dcae1)
Seria aktynowa
Aktyn 227 jest częścią łańcucha rozpadu uranu-235 , trzeciej i ostatniej ważnej izotopu promieniotwórczego z bardzo długiego okresu półtrwania (700 mln lat) naturalnie na Ziemi w znacznych ilościach.
![{\ displaystyle \ mathrm {{} _ {\ 92} ^ {235} U {\ xrightarrow [{7 \ times 10 ^ {8} \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 90} ^ {231 } Th {\ xrightarrow [{25 \ h}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 91} ^ {231} Pa {\ xrightarrow [{3,3 \ times 10 ^ {4} \ a}] {\ alpha}} {} _ {\ 89} ^ {227} Ac {\ begin {Bmatrix} {{\ xrightarrow [{22 \ a}] {98,6 \% \ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 90} ^ {227} Th {\ xrightarrow [{19 \ j}] {\ alpha}}} \\ {{{\ xrightarrow [{22 \ a}] {1,4 \% \ alpha }} {} _ {\ 87} ^ {223} Fr {\ xrightarrow [{21.8 \ min}] {\ beta ^ {-} \}}} \ end {Bmatrix}} {} _ {\ 88} ^ { 223} Ra {\ xrightarrow [{11 \ j}] {\ alpha}} {} _ {\ 86} ^ {219} Rn {\ xrightarrow [{4 \ s}] {\ alpha}} {} _ {\ 84} ^ {215} Po {\ xrightarrow [{1,8 \ ms}] {\ alpha}} {} _ {\ 82} ^ {211} Pb {\ xrightarrow [{36 \ min}] {\ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 83} ^ {211} Bi {\ begin {Bmatrix} {{\ xrightarrow [{2,1 \ min}] {99,7 \% \ alpha}} {} _ {\ 81} ^ {207} Tl {\ xrightarrow [{4,8 \ min}] {\ beta ^ {-} \}}} \\ {{\ xrightarrow [{2,1 \ min}] {0,3 \% \ beta ^ {-} \}} {} _ {\ 84} ^ {211} Po {\ xrightarrow [{0.5 \ s}] {\ alpha}}} \ end {Bmatrix}} {} _ {\ 82} ^ {207} Pb}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c0bc1f9b2616e725991606f36e2abbce71355e03)
Uran-235 jest rzadsze i bardziej radioaktywna niż uran 238 , a jego potomek aktyn 227 jest najbardziej obficie izotopów tego pierwiastka (aktyn pochodzi od greckiego ἀκτῖνος „wiązki światła”). Członkowie tego łańcucha rozpadu zasadniczo otrzymali zatem nazwy pochodzące od tego pierwiastka: uran 235 nazywano „aktyno-uranem”.
235 U (aktyno-uran) → 231 Th (uran Y) → 231 Pa (proto-aktyn) → 227 Ac (aktyn)
Przypadki radu i radonu są ponownie oddzielne: rad nazywa się „X” (jak w serii toru), a gaz nazywa się emanacją aktynu lub „aktynonem”, symbol An.
227 Ac → 227 Th (radioaktyn) → 223 Ra (aktyn X) → 219 Rn (aktyn) → 215 Po (aktyn A) → 211 Pb (aktyn B) → 211 Bi (aktyn C) → 211 Po (aktyn C ') / 207 Tl (aktyn C ”) → 207 Pb (aktyn D)
Chociaż 207 Tl jest tutaj częścią szlaku większościowego, nazywa się go "aktynem C" "przez analogię z 208 Tl (tor C") i 210 Tl (rad C "), izotopem polonu dziedziczącym nazwę w C. Francium 223 , mniejszościowy potomek aktynu 227, nazywany był „aktynem K” i został formalnie zidentyfikowany jako eka-cez, którego wówczas brakowało w układzie okresowym pierwiastków.
Tablica
| Seria toru | Seria radowa | Seria aktynowa | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Symbol
obecny |
Nazwa historyczna
(symbol) |
Symbol
obecny |
Nazwa historyczna
(symbol) |
Symbol
obecny |
Nazwa historyczna
(symbol) |
||||||
| 238 U | Uran 1 (U I ) | 235 U | Aktyno-uran (AcU) | ||||||||
| 232 Th | Tor (Th) | 234 Th | Uran X 1 (UX 1 ) | 231 Th | Uran Y (UY) | ||||||
| 228 Ra | Mesothorium 1 (MsTh 1 ) | 234m Pa | Uran X 2 (UX 2 ),
Brevium |
234 Pa | Uran Z
(UZ) |
231 Pa |
Protaktyn ,
Proto-aktyn |
||||
| 228 Ac | Mesothorium 2 (MsTh 2 ) | 234 U | Uran 2 (U II ) | 227 Ac | Aktyn (Ac) | ||||||
| 228 Th | Tor radioaktywny (RdTh) | 230 Th | Jon (Io) | 227 Th | Aktyn radioaktywny
(RdAc) |
223 Fr | Aktyn K (AcK),
Eka-cez |
||||
| 224 Ra | Thorium X (ThX) | 226 Ra | Rad (Ra) | 223 Ra | Aktyn X (AcX) | ||||||
| 220 Rn | Thoron (Tn),
emanacja toru |
222 Rn |
Radon (Rn) ,
Niton, emanacja |
219 Rn | Aktynon (An),
emanacja aktynu |
||||||
| 216 Po | Tor A (ThA) | 218 Po | Rad A (RaA) | 215 Po | Aktyn A (AcA) | ||||||
| 212 Pb | Tor B (ThB) | 214 Pb | Rad B (RaB) | 211 Pb | Aktyn B (AcB) | ||||||
| 212 Bi | Tor C (ThC) | 214 Bi | Rad C (RaC) | 211 Bi | Aktyn C (AcC) | ||||||
| 212 Po | Tor C '
(ThC ') |
208 TL | Tor C ”
(ThC ”) |
214 Po | Rad C '
(RaC ”) |
210 TL | Rad C "
(RaC ”) |
211 Po | Aktyn C '
(AcC ') |
207 TL | Aktyn C ”
(AcC ”) |
| 208 Pb | Tor D (ThD) | 210 Pb | Rad D (rad) Radioplomb |
207 Pb | Aktyn D (AcD) | ||||||
| 210 Bi | Rad E (RaE) | ||||||||||
| 210 Po | Radium F.
(RaF) |
206 TL | Rad E "
(RaE ”) |
||||||||
| 206 Pb | Rad G (RaG) | ||||||||||
Główne izotopy, od których pochodzi nazwa pierwiastka, zaznaczono pogrubioną czcionką. Nie wszystkie szlaki dezintegracji są reprezentowane - tylko te, które dały początek historycznemu oznaczeniu.
Starzenie się nazw historycznych
Pojęcie izotopu zostało sformułowane w 1912 roku przez Fredericka Soddy'ego ; pomysł, że atomy o tych samych właściwościach chemicznych, ale różnych właściwościach jądrowych mogą należeć do tego samego pierwiastka, przyniósł mu w 1921 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii . Ponieważ różne izotopy są systematycznie nazywane po nazwie pierwiastka, po której następuje liczba ich masy, historyczne nazwy wyszły z użycia. Jednak nadal występują w przemyśle jądrowym, gdzie są coraz rzadsze, lub w dokumentach historycznych.
Bibliografia
- (w) Marco Fontani , Mariagrazia Costa i Mary Virginia Orna , The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side , Oxford, Oxford University Press,13 października 2014, 531 s. ( ISBN 978-0-19-938334-4 , uwaga BnF n o FRBNF44297230 , prezentacja online )
- Ernest Rutherford ( przetłumaczony przez Simon Villeneuve, korekta Cantons-de-l'Est), „ Produkty powolnej przemiany radu ” ,1905(dostęp 16 marca 2016 )