Élément mononuclidique - Mononuclidic element
Un élément mononucléidique ou élément monotopique est l'un des 21 éléments chimiques que l'on trouve naturellement sur Terre essentiellement sous la forme d'un seul nucléide (qui peut ou non être un nucléide stable ). Ce nucléide unique aura une masse atomique caractéristique . Ainsi, l' abondance isotopique naturelle de l'élément est dominée soit par un isotope stable, soit par un isotope à très longue durée de vie. Il y a 19 éléments dans la première catégorie (qui sont à la fois monoisotopiques et mononuclidiques) et 2 ( bismuth et protactinium ) dans la deuxième catégorie (mononucléidiques mais pas monoisotopiques, car ils ont zéro, pas un, nucléides stables). Une liste des 21 éléments mononuclidiques est donnée à la fin de cet article.
Sur les 26 éléments monoisotopiques qui, par définition, n'ont qu'un seul isotope stable, il en existe 7 (26 moins 19 = 7) qui ne sont néanmoins pas considérés comme mononuclidiques, en raison de la présence d'une fraction significative d'un très longévité ( primordiale ) radio-isotope présent dans leur abondance naturelle. Ces éléments sont le vanadium , le rubidium , l' indium , le lanthane , l' europium , le lutétium et le rhénium .
Utilisation en métrologie
Les éléments mononuclidiques sont d'une importance scientifique car leurs poids atomiques peuvent être mesurés avec une grande précision, car il y a une incertitude minimale associée aux abondances isotopiques présentes dans un échantillon donné. Une autre façon de le dire est que, pour ces éléments, le poids atomique standard et la masse atomique sont les mêmes.
En pratique, seuls 11 des éléments mononucléidiques sont utilisés en métrologie standard du poids atomique. Ce sont l'aluminium, le bismuth, le césium, le cobalt, l'or, le manganèse, le phosphore, le scandium, le sodium, le terbium et le thorium.
En spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN), les trois noyaux stables les plus sensibles sont l' hydrogène-1 ( 1 H), le fluor-19 ( 19 F) et le phosphore-31 ( 31 P). Le fluor et le phosphore sont monoisotopiques, avec presque l'hydrogène. 1 H - RMN , 19 F RMN et 31 P RMN permettent l'identification et l' étude des composés contenant ces éléments.
Contamination par des isotopes traces instables
Des traces d'isotopes instables de certains éléments mononuclidiques se trouvent dans des échantillons naturels. Par exemple, le béryllium-10 ( 10 Be), avec une demi-vie de 1,4 millions d' années, est produit par les rayons cosmiques dans la Terre de haute atmosphère ; l'iode-129 ( 129 I), d'une demi-vie de 15,7 millions d'années, est produit par divers mécanismes cosmogéniques et nucléaires; le césium 137 ( 137 Cs), avec une demi-vie de 30 ans, est généré par fission nucléaire . Ces isotopes sont utilisés dans une variété d'applications analytiques et médico-légales.
Liste complète des 21 éléments mononuclidiques
Données des poids atomiques et des compositions isotopiques éd. JS Coursey, DJ Schwab et RA Dragoset, Institut national des normes et de la technologie (2005).
Élément | Nucléide | Z ( p ) | N ( n ) | Masse isotopique ( u ) | Remarques |
---|---|---|---|---|---|
béryllium | 9 Être | 4 | 5 | 9.012 182 (3) | |
fluor | 19 F | 9 | dix | 18,998 403 2 (5) | |
sodium | 23 Na | 11 | 12 | 22.989 770 (2) | |
aluminium | 27 Al | 13 | 14 | 26.981 538 (2) | |
phosphore | 31 P | 15 | 16 | 30,973 761 (2) | |
scandium | 45 Sc | 21 | 24 | 44,955 910 (8) | |
manganèse | 55 Mn | 25 | 30 | 54.938 049 (9) | |
cobalt | 59 Co | 27 | 32 | 58,933 200 (9) | |
arsenic | 75 Comme | 33 | 42 | 74.921 60 (2) | |
yttrium | 89 O | 39 | 50 | 88,905 85 (2) | |
niobium | 93 Nb | 41 | 52 | 92,906 38 (2) | |
rhodium | 103 Rh | 45 | 58 | 102,905 50 (2) | |
iode | 127 I | 53 | 74 | 126,904 47 (3) | |
césium | 133 Cs | 55 | 78 | 132,905 45 (2) | |
praséodyme | 141 Pr | 59 | 82 | 140,907 65 (2) | |
terbium | 159 To | 65 | 94 | 158,925 34 (2) | |
holmium | 165 Ho | 67 | 98 | 164.930 32 (2) | |
thulium | 169 Tm | 69 | 100 | 168,934 21 (2) | |
or | 197 Au | 79 | 118 | 196.966 55 (2) | |
bismuth | 209 Bi | 83 | 126 | 208,980 38 (2) | (radioactif) |
protactinium | 231 Pa | 91 | 140 | 231.035 88 (2) | (radioactif) |
Voir également
- Élément primordial
- Tableau des nucléides triés par demi-vie
- Tableau des nucléides
- Géochimie des isotopes
- Radionucléide
- Liste des éléments par stabilité des isotopes