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.
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