Isoton

Zwei Nuklide sind Isotone , wenn sie die gleiche Neutronenzahl N , aber eine unterschiedliche Protonenzahl Z besitzen . Beispielsweise enthalten Bor-12 und Kohlenstoff-13 beide 7 Neutronen und sind daher Isotone. Ebenso sind die Kerne ^³⁶ S, ^³⁷Cl, ^³⁸ Ar, ^³⁹ K und ^⁴⁰Ca allesamt Isotone von 20, da sie alle 20 Neutronen enthalten. Trotz der Ähnlichkeit zum griechischen Wort für „gleiche Dehnung“ wurde der Begriff von dem deutschen Physiker K. Guggenheimer ^{[ 1 ]} geprägt , indem er das „p“ in „ Isotop “ von „p“ für „Proton“ durch „n“ für „Neutron“ ersetzte. ^{[ 2 ]}

Die größte Anzahl an beobachtungsstabilen Nukliden existiert für die Isotonen 50 (fünf: ^⁸⁶Kr , ^⁸⁸Sr , ^⁸⁹Y , ^⁹⁰Zr , ^⁹²Mo – zu beachten ist auch das primordiale Radionuklid ^⁸⁷Rb ) und 82 (sechs: ^¹³⁸Ba , ^¹³⁹La , ^¹⁴⁰Ce , ^¹⁴¹Pr , ^¹⁴²Nd , ^¹⁴⁴Sm – zu beachten ist auch das primordiale Radionuklid ^¹³⁶Xe ). Neutronenzahlen, für die keine stabilen Isotonen existieren, sind 19, 21, 35, 39, 45, 61, 89, 115, 123 und 127 oder höher (wobei 21, 142, 143, 146 und möglicherweise 150 primordiale Radionuklide besitzen). Im Gegensatz dazu gibt es für die Protonenzahlen 43 , 61 und 83 oder höher keine stabilen Isotope (83, 90 , 92 und möglicherweise 94 besitzen primordiale Radionuklide). ^{[ 3 ]} Dies hängt mit den magischen Kernzahlen zusammen , der Anzahl der Nukleonen , die vollständige Schalen im Atomkern bilden , z. B. 2, 8, 20, 28, 50, 82 und 126. Nicht mehr als ein beobachtbar stabiles Nuklid besitzt dieselbe ungerade Neutronenzahl, mit Ausnahme von 1 ( ^²H und ^³He ), 5 ( ^⁹Be und ^¹⁰B ), 7 ( ^¹³C und ^¹⁴N ), 55 ( ^⁹⁷Mo und ^⁹⁹Ru ) und 107 ( ^¹⁷⁹Hf und ^¹⁸⁰mTa ). Im Gegensatz dazu besitzen alle geraden Neutronenzahlen von 6 bis 124, mit Ausnahme von 84 und 86, mindestens zwei beobachtungsstabile Nuklide. Neutronenzahlen, für die ein stabiles Nuklid und ein primordiales Radionuklid existieren, sind 27 ( ^⁵⁰V ), 65 ( ^¹¹³Cd ), 81 ( ^¹³⁸La ), 84 ( ^¹⁴⁴Nd ), 85 ( ^¹⁴⁷Sm ), 86 ( ^¹⁴⁸Sm ), 105 ( ^¹⁷⁶Lu ) und 126 ( ^²⁰⁹Bi ). Neutronenzahlen, für die zwei primordiale Radionuklide existieren, sind 88 ( ^¹⁵¹Eu und ^¹⁵²Gd ) und 112 ( ^¹⁸⁷Re und ^¹⁹⁰Pt ).

Die Neutronenzahlen, die nur ein stabiles Nuklid besitzen (vgl. monoisotopische Elemente für die Protonenzahlen ), sind: 0, 2, 3, 4, 9, 11, 13, 15, 17, 23, 25, 27, 29, 31, 33, 37, 41, 43, 47, 49, 51, 53, 57, 59, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 84, 85, 86, 87, 91, 93, 95, 97, 99, 101, 103, 105, 109, 111, 113, 117, 119. 121, 125, 126, und die Neutronenzahlen, die nur ein signifikantes, natürlich häufig vorkommendes Nuklid besitzen (vergleiche: mononuklidisches Element für die Protonenzahlen ), sind: 0, 2, 3, 4, 9, 11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 29, 31, 33, 37, 41, 43, 47, 49, 51, 53, 57, 59, 63, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 83, 87, 91, 93, 95, 97, 99, 101, 103, 109, 111, 113, 117, 119, 121, 125, 142, 143, 146.

• Isotope sind Nuklide mit der gleichen Anzahl an Protonen : z. B. Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-13.
• Isobare sind Nuklide mit der gleichen Massenzahl (d. h. der Summe der Protonen und Neutronen): z. B. Kohlenstoff-12 und Bor-12.
• Kernisomere sind unterschiedliche angeregte Zustände desselben Atomkerns. Ein Übergang von einem Isomer zum anderen ist mit der Emission oder Absorption eines Gammastrahls oder mit dem Prozess der inneren Konversion verbunden . (Nicht zu verwechseln mit chemischen Isomeren .)