氟的同位素
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標準原子質量 (Ar, 標準) |
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氟(原子量:18.9984032(5))共有18個已知同位素,質量數介於13-31之間,其中只有1個是穩定的,其他都具有放射性,因此氟屬於單一同位素元素。天然存在的氟同位素只有穩定的19F,而放射性同位素18F是一個很好的正電子源。
圖表
符號 | Z | N | 同位素質量(u) [n 1][n 2] |
半衰期 [n 1][n 2] |
衰變 方式[2] |
衰變 產物 [n 3] |
原子核 自旋[n 1] |
相對豐度 (莫耳分率) |
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激發能量[n 2] | ||||||||
13F[3] | 9 | 4 | p | 12O | [n 4] | |||
14F | 9 | 5 | 14.03432(4) | 500(60)×10−24 s [910 keV] |
p | 13O | 2− | |
15F | 9 | 6 | 15.01801(14) | 410(60)×10−22 s [1.0(2) MeV] |
p | 14O | (1/2+) | |
16F | 9 | 7 | 16.011466(9) | 11(6)×10−21 s [40(20) keV] |
p | 15O | 0− | |
17F | 9 | 8 | 17.00209524(27) | 64.49(16) s | β+ | 17O | 5/2+ | |
18F[n 5] | 9 | 9 | 18.0009380(6) | 109.771(20) min | β+ | 18O | 1+ | |
18mF | 1121.36(15) keV | 162(7) ns | IT | 18F | 5+ | |||
19 F |
9 | 10 | 18.99840322(7) | 穩定 | 1/2+ | 1.0000 | ||
20F | 9 | 11 | 19.99998132(8) | 11.163(8) s | β− | 20Ne | 2+ | |
21F | 9 | 12 | 20.9999490(19) | 4.158(20) s | β− | 21Ne | 5/2+ | |
22F | 9 | 13 | 22.002999(13) | 4.23(4) s | β− (89.0%) | 22Ne | 4+,(3+) | |
β−, n (11.0%) | 21Ne | |||||||
23F | 9 | 14 | 23.00357(9) | 2.23(14) s | β− (86.0%) | 23Ne | 5/2+ | |
β−, n (14.0%) | 22Ne | |||||||
24F | 9 | 15 | 24.00812(8) | 400(50) ms | β− (94.1%) | 24Ne | (1,2,3)+ | |
β−, n (5.9%) | 23Ne | |||||||
25F | 9 | 16 | 25.01210(11) | 50(6) ms | β− (76.0%) | 25Ne | (5/2+)# | |
β−, n (24.0%) | 24Ne | |||||||
26F | 9 | 17 | 26.01962(18) | 9.6(8) ms | β− (68.0%) | 26Ne | 1+ | |
β−, n (32.0%) | 25Ne | |||||||
26m F |
643.4(1) keV | 2.2(1) ms | IT () 82(11)% | 26 F |
(4+) | |||
β−n () 12(8)% | 25 Ne | |||||||
27F | 9 | 18 | 27.02676(40) | 4.9(2) ms | β− | 27Ne | 5/2+# | |
28F | 9 | 19 | 28.03567(55)# | <40 ns | n | 27F | ||
29F | 9 | 20 | 29.04326(62)# | 2.6(3) ms | β− | 29Ne | 5/2+# | |
30F | 9 | 21 | 30.05250(64)# | <260 ns | ||||
31F | 9 | 22 | 31.06043(64)# | 1# ms [>260 ns] | 5/2+# |
氟-18
在氟的所有放射性同位素中,18F有着最長的半衰期,為109.739分鐘。它有兩種衰變模式,其中較常見的模式是正電子發射。因為這個原因,18F是醫療中正電子的主要來源。它最重要的用途就是放療,一般以氟代去氧葡萄糖的形式使用,是正電子發射計算機斷層掃描的藥物。
和所有以正電子發射為衰變形式的核素一樣, 18F也可以以電子捕獲的方法衰變。不管是哪一種衰變方式,18F都會衰變成18O。有96.86%的氟-18原子會以正電子發射的方式衰變,剩下的3.14%則是電子捕獲。[4]
氟-18是質子數和中子數一樣,並且是奇數的不穩定核素里最輕的,各有9個。[5]
氟-19
氟-19是氟的唯一一種穩定同位素。它在天然氟裏面佔了100%,沒有其它的同位素存在於自然中。它的結合能為147801 keV。氟-19的自旋為1/2,因此可用於氟-19 NMR。
氟-20
氟-20是氟的人造放射性同位素之一。它的半衰期為11.07秒,會進行β衰變,形成20Ne。它的放射性為1.885×109TBq/g,平均壽命有15.87秒長。
氟-21
氟-21是氟的人造放射性同位素之一。它的半衰期為4.158秒,會進行β衰變,形成21Ne。它的放射性為4.78×109TBq/g。
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參考文獻
- ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip J. H.; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro A. J. Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2022-05-04. ISSN 1365-3075. doi:10.1515/pac-2019-0603 (英語).
- ^ Universal Nuclide Chart. nucleonica. [2015-09-09]. (原始內容存檔於2017-02-19).
- ^ 3.0 3.1 Charity, R. J. Observation of the Exotic Isotope 13 F Located Four Neutrons beyond the Proton Drip Line. Physical Review Letters. 2 April 2021, 126 (13): 2501 [5 April 2021]. doi:10.1103/PhysRevLett.126.132501. (原始內容存檔於2022-05-13).
- ^ [1] (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) F-18 branching ratio for positron emission vs. EC
- ^ National Nuclear Data Center. NuDat 2.x database. Brookhaven National Laboratory.
- Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
- Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
- Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館), Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
元素與同位素的穩定度 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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