los núcleos atómicos consisten en protones y neutrones, que se atraen entre sí a través de la fuerza nuclear, mientras que los protones se repelen entre sí a través de la fuerza eléctrica debido a su carga positiva. Estas dos fuerzas compiten, lo que lleva a que algunas combinaciones de neutrones y protones sean más estables que otras. Los neutrones estabilizan el núcleo, porque atraen protones, lo que ayuda a compensar la repulsión eléctrica entre los protones., Como resultado, a medida que aumenta el número de protones, se necesita una relación creciente de neutrones a protones para formar un núcleo estable; si hay demasiados o muy pocos neutrones presentes con respecto a la relación óptima, el núcleo se vuelve inestable y sujeto a ciertos tipos de desintegración nuclear. Los isótopos inestables decaen a través de varias vías de decaimiento radiactivo, más comúnmente decaimiento Alfa, decaimiento beta o captura de electrones. Se conocen muchos tipos raros de desintegración, como la fisión espontánea o la desintegración de cúmulos. (Vea desintegración radiactiva para más detalles.,)
Isótopos de vida media. La región isotópica más oscura y estable se aparta de la línea de protones (Z) = neutrones (N), A medida que el número de elemento Z se hace más grande.
de los primeros 82 elementos de la Tabla periódica, 80 tienen isótopos considerados estables. El elemento 83, bismuto, fue tradicionalmente considerado como el isótopo estable más pesado, bismuto-209, pero en 2003 los investigadores en Orsay, Francia, midieron la vida media de 209
Bi
para ser 1.9×1019 años., El tecnecio y el prometio (números atómicos 43 y 61, respectivamente) y todos los elementos con un número atómico superior a 82 solo tienen isótopos que se sabe que se descomponen a través de la desintegración radiactiva. No se espera que los elementos no descubiertos sean estables; por lo tanto, el plomo se considera el elemento estable más pesado. Sin embargo, es posible que algunos isótopos que ahora se consideran estables se revelen a decaer con vidas medias extremadamente largas (como con 209
Bi
). Esta lista muestra lo acordado por el consenso de la comunidad científica a partir de 2019.,
para cada uno de los 80 elementos estables, se da el número de los isótopos estables. Solo se espera que 90 isótopos sean perfectamente estables, y otros 162 son energéticamente inestables, pero nunca se han observado decaimientos. Por lo tanto, 252 isótopos (nucleidos) son estables por definición (incluido el tantalio-180m, para el que aún no se ha observado desintegración). Se espera que los que en el futuro puedan ser radiactivos tengan períodos de semidesintegración superiores a 10 a 22 años (por ejemplo, xenón-134).
en abril de 2019 se anunció que la vida media del xenón-124 se había medido a 1,8 × 1022 años., Este es el período de semidesintegración más largo medido directamente para cualquier isótopo inestable; solo el período de semidesintegración del telurio-128 es más largo.
de los elementos químicos, solo un elemento (tin) tiene 10 isótopos estables, cinco tienen siete isótopos, ocho tienen seis isótopos, diez tienen cinco isótopos, nueve tienen cuatro isótopos, cinco tienen tres isótopos estables, 16 tienen dos isótopos estables y 26 tienen un solo isótopo estable.
Además, alrededor de 30 nucleidos de los elementos naturales tienen isótopos inestables con una vida media mayor que la edad del Sistema Solar (~109 años o más)., Otros cuatro nucleidos tienen vidas medias superiores a los 100 millones de años, lo que es mucho menor que la edad del sistema solar, pero lo suficiente para que algunos de ellos hayan sobrevivido. Estos 34 nucleidos radiactivos naturales comprenden los nucleidos primordiales radiactivos. El número total de nucleidos primordiales es entonces 252 (los nucleidos estables) más los 34 nucleidos primordiales radiactivos, para un total de 286 nucleidos primordiales. Este número está sujeto a cambios si se identifican nuevos primordiales de vida más corta en la Tierra.,
uno de los nucleidos primordiales es el tantalio-180m, que se predice que tendrá una vida media superior a 1015 años, pero nunca se ha observado que decaiga. La semivida aún más larga de 2,2 × 1024 años del telurio-128 se midió mediante un método único de detección de su hija radiogénica xenón-128 y es la semivida medida experimentalmente más larga conocida. Otro ejemplo notable es el único isótopo natural de bismuto, bismuto-209, que se ha predicho que es inestable con una vida media muy larga, pero se ha observado que decae., Debido a su larga vida media, estos isótopos todavía se encuentran en la Tierra en varias cantidades, y junto con los isótopos estables se llaman isótopos primordiales. Todos los isótopos primordiales se dan en orden de su abundancia decreciente en la Tierra.. Para una lista de nucleidos primordiales en orden de semivida, véase lista de nucleidos.
se sabe que existen 118 elementos químicos. Todos los elementos del elemento 94 se encuentran en la naturaleza, y el resto de los elementos descubiertos se producen artificialmente, con isótopos todos conocidos por ser altamente radiactivos con vidas medias relativamente cortas (ver más abajo)., Los elementos de esta lista están ordenados de acuerdo con la vida útil de su isótopo más estable. De estos, tres elementos (bismuto, torio y uranio) son primordiales porque tienen vidas medias lo suficientemente largas como para ser encontrados en la Tierra, mientras que todos los demás son producidos por desintegración radiactiva o son sintetizados en laboratorios y reactores nucleares. Solo 13 de los 38 elementos conocidos pero inestables tienen isótopos con una vida media de al menos 100 años., Cada isótopo conocido de los 25 elementos restantes es altamente radiactivo; estos se utilizan en la investigación académica y, a veces, en la industria y la medicina. Algunos de los elementos más pesados en la Tabla periódica pueden revelarse que tienen isótopos aún no descubiertos con vidas más largas que las enumeradas aquí.
alrededor de 338 nucleidos se encuentran naturalmente en la Tierra. Estos comprenden 252 isótopos estables, y con la adición de los 34 radioisótopos de larga vida con semividas superiores a 100 millones de años, un total de 286 nucleidos primordiales, como se señaló anteriormente., Los nucleidos encontrados naturalmente comprenden no solo los 286 primordiales, sino que también incluyen alrededor de 52 isótopos de vida corta (definidos por una vida media inferior a 100 millones de años, demasiado corta para haber sobrevivido de la formación de la tierra) que son hijas de isótopos primordiales (como el radio del uranio); o bien están hechos por procesos naturales energéticos, como el carbono-14 hecho de nitrógeno atmosférico por bombardeo de rayos cósmicos.