Как найти изотопы бора

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 октября 2020 года; проверки требуют 4 правки.

Изото́пы бо́ра — разновидности атомов (и ядер) химического элемента бора, имеющие разное содержание нейтронов в ядре.

Природный бор состоит из двух стабильных изотопов, — бора-10 с концентрацией около 20 ат.% и остальное — бора-11. Соотношение этих двух изотопов варьируется в различных природных источниках в результате естественных природных процессов обогащения тем или иным изотопом. Усреднённые по разным природным источникам бора концентрации бора−10 и бора-11 составляют 19,97 ат.% и 80,17 ат.% соответственно с вариацией в пределах 18,929—20,386 и 79,614—81,071 ат.% соответственно.

Все остальные изотопы бора радиоактивны, самый долгоживущий из них — бор-8 с периодом полураспада 770 мс.

Таблица изотопов бора[править | править код]

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[1] (а. е. м.)	Период полураспада[2] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[2]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
7 B	5	2	7,029 712 ± (27)	(570 ± (14))⋅10-24 с [801 ± (20) кэВ]	p	6 Be	(3/2−)
8 B	5	3	8,0 246 073 ± (11)	771,9 ± (9) мс	β+, α	4 He	2+
8m B	10 624 ± (8) кэВ				0+
9 B	5	4	9,0 133 296 ± (10)	(800 ± (300))⋅10-21 с	p	8 Be	3/2−
10 B	5	5	10,012 936 862 ± (16)	стабилен	3+	[0,189, 0,204][3]
11 B	5	6	11,009 305 167 ± (13)	стабилен	3/2−	[0,796, 0,811][3]
11m B	12 560 ± (9) кэВ				1/2+, (3/2+)
12 B	5	7	12,0 143 526 ± (14)	20,20 ± (2) мс	β− (99,40 ± (2)%)	12 C	1+
β−, α (0,60 ± (2)%)	8 Be
13 B	5	8	13,0 177 800 ± (11)	17,16 ± (18) мс	β− (99,734 ± (36)%)	13 C	3/2−
β−, n (0,266 ± (36)%)	12 C
14 B	5	9	14,025 404 ± (23)	12,36 ± (29) мс	β− (93,96 ± (23)%)	14 C	2−
β−, n (6,04 ± (23)%)	13 C
14m B	17 065 ± (29) кэВ	(4,15 ± (1,90))⋅10-21 с			0+
15 B	5	10	15,031 087 ± (23)	10,18 ± (35) мс	β−, n (> 98,7 ± (1,0)%)	14 C	3/2−
β− (< 1,3%)	15 C
β−, 2n (< 1,5%)	13 C
16 B	5	11	16,039 841 ± (26)	> 4,6⋅10-21 с	n	15 B	0−
17 B	5	12	17,04 693 ± (22)	5,08 ± (5) мс	β−, n (63 ± (1)%)	16 C	(3/2−)
β− (21,1 ± (2,4)%)	17 C
β−, 2n (12 ± (2)%)	15 C
β−, 3n (3,5 ± (7)%)	14 C
β−, 4n (0,4 ± (3)%)	13 C
18 B	5	13	18,05 560 ± (22)	< 26 нс	n	17 B	(2−)
19 B	5	14	19,06 417 ± (56)	2,92 ± (13) мс	β−, n (71 ± (9)%)	18 C	(3/2−)
β−, 2n (17 ± (5)%)	17 C
β−, 3n (< 9,1%)	16 C
β− (> 2,9%)	19 C
20 B[4]	5	15	20,07 451 ± (59)	> 912,4⋅10-24 с	n	19 B	(1−, 2−)
21 B[4]	5	16	21,08 415 ± (60)	> 760⋅10-24 с	2n	19 B	(3/2−)

Пояснения к таблице[править | править код]

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

• Индексами ‘m’, ‘n’, ‘p’ (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

• Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Применение[править | править код]

Бор-10 имеет очень высокое сечение захвата тепловых нейтронов, равное 3837 барн (для большинства изотопов других элементов это сечение близко к единицам или долям барна), причём при захвате нейтрона образуется возбуждённое ядро бора-11 (¹¹B*) сразу распадающееся на два стабильных ядра (альфа-частицу и ядро лития-7), эти ядра очень быстро тормозятся в среде, а проникающая радиация (гамма-излучение и нейтроны) при этом отсутствуют, в отличие от аналогичных реакций захвата нейтронов другими изотопами:

+ 2,31 МэВ.

Поэтому ¹⁰В в составе раствора борной кислоты и других химических соединений, например, карбида бора применяется в атомных реакторах для регулирования реактивности, а также для биологической защиты персонала от тепловых нейтронов. Для повышения эффективности поглощения нейтронов бор, применяемый в реакторах, иногда специально обогащают изотопом бор-10.

Кроме того, соединения бора применяются в нейтрон-захватной терапии некоторых видов рака мозга, пробег ионизирующих быстрых ядер гелия-4 и лития-7 в тканях организма очень мал и поэтому при этом не поражаются ионизирующим излучением здоровые ткани.

Газообразное химическое соединение бора BF₃ используется в качестве рабочей среды в ионизационных камерах детекторов тепловых нейтронов.

В 2015 году в опубликованной в журнале Science статье^[5] было предложено применить измерение соотношения изотопов бора в древних осадочных породах позднего пермского периода и начала триасового периодов для определения изменения кислотности воды (pH) палеоокеанов в те эпохи, для объяснения возможных причин массового пермского вымирания в основном водных организмов, вызванное, вероятно, глобальным усилением вулканической деятельности, сопровождающейся выбросом углекислого газа в атмосферу. Этот метод определения кислотности древних океанов, по-видимому, более точен, чем ранее применявшийся метод определения кислотности по соотношению изотопов кальция^[6] и изотопов углерода.

Примечания[править | править код]

From Wikipedia, the free encyclopedia

Isotopes of boron (₅B)

Main isotopes Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 10B 19.65% stable 11B 80.35% stable
Standard atomic weight Ar°(B)
	[10.806, 10.821] 10.81±0.02 (abridged)[1][2]
view talk edit

Boron (₅B) naturally occurs as isotopes ¹⁰
B
and ¹¹
B
, the latter of which makes up about 80% of natural boron. There are 13 radioisotopes that have been discovered, with mass numbers from 7 to 21, all with short half-lives, the longest being that of ⁸
B
, with a half-life of only 771.9(9) ms and ¹²
B
with a half-life of 20.20(2) ms. All other isotopes have half-lives shorter than 17.35 ms. Those isotopes with mass below 10 decay into helium (via short-lived isotopes of beryllium for ⁷
B
and ⁹
B
) while those with mass above 11 mostly become carbon.

List of isotopes[edit]

Nuclide[3] [n 1]	Z	N	Isotopic mass (Da)[4] [n 2][n 3]	Half-life [resonance width]	Decay mode [n 4]	Daughter isotope [n 5]	Spin and parity [n 6][n 7]	Natural abundance (mole fraction)
Excitation energy	Normal proportion	Range of variation
6 B ?[n 8]	5	1	6.050800(2150)	p-unstable	2p?	6 Li ?	2−#
7 B	5	2	7.029712(27)	570(14) ys [801(20) keV]	p	6 Be [n 9]	(3/2−)
8 B [n 10]	5	3	8.0246073(11)	771.9(9) ms	β+α	4 He	2+
8m B	10624(8) keV				0+
9 B	5	4	9.0133296(10)	800(300) zs	p	8 Be [n 11]	3/2−
10 B [n 12]	5	5	10.012936862(16)	Stable	3+	[0.189, 0.204][5]
11 B	5	6	11.009305167(13)	Stable	3/2−	[0.796, 0.811][5]
11m B	12560(9) keV				1/2+, (3/2+)
12 B	5	7	12.0143526(14)	20.20(2) ms	β− (99.40(2)%)	12 C	1+
β−α (0.60(2)%)	8 Be [n 13]
13 B	5	8	13.0177800(11)	17.16(18) ms	β− (99.734(36)%)	13 C	3/2−
β−n (0.266(36)%)	12 C
14 B	5	9	14.025404(23)	12.36(29) ms	β− (93.96(23)%)	14 C	2−
β−n (6.04(23)%)	13 C
β−2n ?[n 14]	12 C  ?
14m B	17065(29) keV	4.15(1.90) zs	IT ?[n 14]		0+
15 B	5	10	15.031087(23)	10.18(35) ms	β−n (98.7(1.0)%)	14 C	3/2−
β− (< 1.3%)	15 C
β−2n (< 1.5%)	13 C
16 B	5	11	16.039841(26)	> 4.6 zs	n ?[n 14]	15 B  ?	0−
17 B [n 15]	5	12	17.04693(22)	5.08(5) ms	β−n (63(1)%)	16 C	(3/2−)
β− (21.1(2.4)%)	17 C
β−2n (12(2)%)	15 C
β−3n (3.5(7)%)	14 C
β−4n (0.4(3)%)	13 C
18 B	5	13	18.05560(22)	< 26 ns	n	17 B	(2−)
19 B [n 15]	5	14	19.06417(56)	2.92(13) ms	β−n (71(9)%)	18 C	(3/2−)
β−2n (17(5)%)	17 C
β−3n (< 9.1%)	16 C
β− (> 2.9%)	19 C
20 B [6]	5	15	20.07451(59)	> 912.4 ys	n	19 B	(1−, 2−)
21 B [6]	5	16	21.08415(60)	> 760 ys	2n	19 B	(3/2−)
This table header & footer: view

• Neutrinos from boron-8 beta decays within the Sun are an important background to dark matter direct detection experiments.^[7] They are the first component of the neutrino floor that dark matter direct detection experiments are expected to eventually encounter.

Applications[edit]

Boron-10[edit]

Boron-10 is used in boron neutron capture therapy as an experimental treatment of some brain cancers.

References[edit]

Бор
Тёмно-коричневое или чёрное вещество
Элементарный бор
Название, символ, номер	Бор / Borum (B), 5
Атомная масса (молярная масса)	[10,806; 10,821]а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[He] 2s2 2p1
Радиус атома	98 пм
Ковалентный радиус	82 пм
Радиус иона	23 (+3e) пм
Электроотрицательность	2,04 (шкала Полинга)
Степени окисления	-3;0;+3
Энергия ионизации (первый электрон)	800,2(8,29) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.)	2,34 г/см³
Температура плавления	2 348 K (2075 °C)
Температура кипения	4 138 K (3865 °C)
Уд. теплота плавления	23,60 кДж/моль
Уд. теплота испарения	504,5 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	11,09 Дж/(K·моль)
Молярный объём	4,6 см³/моль
Структура решётки	ромбоэдрическая
Параметры решётки	a=10,17; α=65,18 Å
Отношение c/a	0,576
Температура Дебая	1250 K
Теплопроводность	(300 K) 27,4 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-42-8

Бор (B, лат. borum) — химический элемент 13-й группы, второго периода периодической системы (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе III группы, или к группе IIIA) с атомным номером 5. Бесцветное, серое или красное кристаллическое либо тёмное аморфное вещество. Известно более 10 аллотропных модификаций бора, образование и взаимные переходы которых определяются температурой, при которой бор был получен.

История и происхождение названия

Впервые получен в 1808 году французскими химиками Ж. Гей-Люссаком и Л. Тенаром нагреванием борного ангидрида B₂O₃ с металлическим калием. Через несколько месяцев бор получил Хэмфри Дэви электролизом расплавленного B₂O₃.

Название элемента произошло от арабского слова бурак (араб. بورق‎) или персидского бурах (перс. بوره‎), которые использовались для обозначения буры.

Нахождение в природе

Среднее содержание бора в земной коре составляет 4 г/т. Несмотря на это, известно около 100 собственных минералов бора; в «чужих» минералах он почти не встречается. Это объясняется, прежде всего, тем, что у комплексных анионов бора (а именно в таком виде он входит в большинство минералов) нет достаточно распространённых аналогов. Почти во всех минералах бор связан с кислородом, а группа фторсодержащих соединений совсем малочисленна. Элементарный бор в природе не встречается. Он входит во многие соединения и широко распространён, особенно в небольших концентрациях; в виде боросиликатов и боратов, а также в виде изоморфной примеси в минералах входит в состав многих изверженных и осадочных пород. Бор известен в нефтяных и морских водах (в морской воде 4,6 мг/л), в водах соляных озёр, горячих источников и грязевых вулканов.

Основные минеральные формы бора:

• Боросиликаты: датолит CaBSiO₄OH, данбурит CaB₂Si₂O₈
• Бораты: бура Na₂B₄O₇·10H₂O, ашарит MgBO₂(OH), гидроборацит (Ca, Mg)B₆O₁₁·6H₂O, иниоит Ca₂B₆O₁₁·13H₂O, калиборит KMg₂B₁₁O₁₉·9H₂O.

Также различают несколько типов месторождений бора:

• Месторождения боратов в магнезиальных скарнах:
  • людвигитовые и людвигито-магнетитовые руды;
  • котоитовые руды в доломитовых мраморах и кальцифирах;
  • ашаритовые и ашарито-магнетитовые руды.
• Месторождения боросиликатов в известковых скарнах (датолитовые и данбуритовые руды);
• Месторождения боросиликатов в грейзенах, вторичных кварцитах и гидротермальных жилах (турмалиновые концентрации);
• Вулканогенно-осадочные:
  • борные руды, отложенные из продуктов вулканической деятельности;
  • переотложенные боратовые руды в озёрных осадках;
  • погребённые осадочные боратовые руды.
• Галогенно-осадочные месторождения:
  • месторождения боратов в галогенных осадках;
  • месторождения боратов в гипсовой шляпе над соляными куполами.

Крупнейшее месторождение России находится в Дальнегорске (Приморье). Оно относится к боросиликатному типу. В этом одном компактном месторождении сосредоточено не менее 3 % всех мировых запасов бора. На действующем при месторождении горно-химическом предприятии выпускается боросодержащая продукция, которая удовлетворяет потребности отечественной промышленности. При этом 75 % продукции идёт на экспорт в Корею, Японию и Китай.

Получение

• Наиболее чистый бор получают пиролизом бороводородов. Такой бор используется для производства полупроводниковых материалов и тонких химических синтезов.

 B₂H₆ → ^t  2B + 3H₂

• Метод металлотермии (чаще восстановление магнием или натрием):

 B₂O₃ + 3Mg ⟶ 3MgO + 2B 

 KBF₄ + 3Na ⟶ 3NaF + KF + B

• Термическое разложение паров бромида бора на раскалённой (1000—1200 °C) вольфрамовой проволоке в присутствии водорода (метод Ван-Аркеля):

 2BBr₃ + 3H₂ →^W 2B + 6HBr

Физические свойства

Чрезвычайно твёрдое вещество (уступает только алмазу, нитриду бора (боразону), карбиду бора, сплаву бор-углерод-кремний, карбиду скандия-титана). Обладает хрупкостью и полупроводниковыми свойствами (широкозонный полупроводник).

У бора — самый высокий предел прочности на разрыв 5,7 ГПа.

Изотопы бора

Основная статья: Изотопы бора

В природе бор находится в виде двух изотопов ¹⁰B (19,8 %) и ¹¹B (80,2 %).

¹⁰B имеет очень высокое сечение захвата тепловых нейтронов, равное 3837 барн (для большинства нуклидов это сечение близко к единицам или долям барна), причём при захвате нейтрона образуются два нерадиоактивных ядра (альфа-частица и литий-7), очень быстро тормозящиеся в среде, а проникающая радиация (гамма-кванты) при этом отсутствует, в отличие от аналогичных реакций захвата нейтронов другими нуклидами:

¹⁰B + n → ¹¹B* → α + ⁷Li + 2,31 МэВ.

Поэтому ¹⁰B в составе борной кислоты и других химических соединений применяется в атомных реакторах для регулирования реактивности, а также для биологической защиты от тепловых нейтронов. Кроме того, бор применяется в нейтрон-захватной терапии рака.

Кроме двух стабильных, известно ещё 12 радиоактивных изотопов бора, из них самым долгоживущим является ⁸B с периодом полураспада 0,77 с.

Происхождение

Все изотопы бора возникли в межзвёздном газе в результате расщепления тяжелых ядер космическими лучами, или при взрывах сверхновых.

Химические свойства

По многим физическим и химическим свойствам неметалл бор напоминает кремний.

Химически бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только со фтором:

 2B + 3F₂ ⟶ 2BF₃↑

При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, с фосфором — фосфид BP, с углеродом — карбиды различного состава (B₄C, B₁₂C₃, B₁₃C₂). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, образуется оксид B₂O₃:

 4B + 3O₂ ⟶ 2B₂O₃

С водородом бор напрямую не взаимодействует, хотя известно довольно большое число бороводородов (боранов) различного состава, получаемых при обработке боридов щелочных или щелочноземельных металлов кислотой:

 Mg₃B₂ + 6HCl ⟶ B₂H₆↑ + 3MgCl₂

При сильном нагревании бор проявляет восстановительные свойства. Он способен, например, восстановить кремний или фосфор из их оксидов:

 3SiO₂ + 4B ⟶ 3Si + 2B₂O₃

 3P₂O₅ + 10B ⟶ 5B₂O₃ + 6P

Данное свойство бора можно объяснить очень высокой прочностью химических связей в оксиде бора B₂O₃.

При отсутствии окислителей бор устойчив к действию растворов щелочей. Растворяется в расплаве смеси гидроксида и нитрата калия:

 2B + 2KOH + 3KNO₃ →^ot 2KBO₂ + 3KNO₂ + H₂O

В горячей азотной, серной кислотах и в царской водке бор растворяется с образованием борной кислоты H₃BO₃.

Оксид бора B₂O₃ — типичный кислотный оксид. Он реагирует с водой с образованием борной кислоты:

 B₂O₃ + 3H₂O ⟶ 2H₃BO₃

При взаимодействии борной кислоты со щелочами возникают соли не самой борной кислоты — бораты (содержащие анион BO₃³⁻), а тетрабораты, например:

 4H₃BO₃ + 2NaOH ⟶ Na₂B₄O₇ + 7H₂O

В 2014 г. исследователями из Германии был получен бис(диазаборолил) бериллия, в котором атомы бериллия и бора образуют двухцентровую двухэлектронную связь (2c-2e), впервые полученную и нехарактерную для соседних элементов в Периодической таблице.

Применение

Элементарный бор

Бор (в виде волокон) служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов.

Также бор часто используют в электронике в качестве акцепторной добавки для изменения типа проводимости кремния.

Бор применяется в металлургии в качестве микролегирующего элемента, значительно повышающего прокаливаемость сталей.

Бор применяется и в медицине при бор-нейтронозахватной терапии (способ избирательного поражения клеток злокачественных опухолей).

Соединения бора

Карбид бора применяется в компактном виде для изготовления газодинамических подшипников.

Пербораты / пероксобораты (содержат ион [B₂(O₂)₂(OH)₄]₂⁻) [B₄O₁₂H₈]⁻) применяются как окислительные агенты. Технический продукт содержит до 10,4 % «активного кислорода», на их основе производят отбеливатели, не содержащие хлор («персиль», «персоль» и др.).

Отдельно также стоит указать на то, что сплавы бор-углерод-кремний обладают сверхвысокой твёрдостью и способны заменить любой шлифовальный материал (кроме алмаза, нитрида бора по микротвёрдости), а по стоимости и эффективности шлифования (экономической) превосходят все известные человечеству абразивные материалы.

Сплав бора с магнием (диборид магния MgB₂) обладает, на данный момент, рекордно высокой критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние среди сверхпроводников первого рода. Появление вышеуказанной статьи стимулировало большой рост работ по этой тематике.

Борная кислота (B(OH)₃) широко применяется в атомной энергетике в качестве поглотителя нейтронов в ядерных реакторах типа ВВЭР (PWR) на «тепловых» («медленных») нейтронах. Благодаря своим нейтронно-физическим характеристикам и возможности растворяться в воде применение борной кислоты делает возможным плавное (не ступенчатое) регулирование мощности ядерного реактора путём изменения её концентрации в теплоносителе — так называемое «борное регулирование».

Борная кислота применяется также в медицине и ветеринарии.

Нитрид бора, активированный углеродом, является люминофором со свечением от синего до жёлтого цвета под действием ультрафиолета. Обладает самостоятельной фосфоресценцией в темноте и активируется органическими веществами при нагреве до 1000 °C. Изготовление люминофоров из нитрида бора, состава BN/C не имеет промышленного назначения, но широко практиковалось химиками-любителями в первой половине XX века.

Боросиликатное стекло — стекло обычного состава, в котором заменяют щелочные компоненты в исходном сырье на окись бора (B₂O₃).

Фторид бора BF₃ при нормальных условиях является газообразным веществом, используется как катализатор в оргсинтезе, а также как рабочее тело в газонаполненных детекторах тепловых нейтронов благодаря захвату нейтронов бором-10 с образованием ядер лития-7 и гелия-4, ионизирующих газ (см. реакцию выше).

Бороводороды и борорганические соединения

Ряд производных бора (бороводороды) являются эффективными ракетными топливами (диборан B₂H₆, пентаборан, тетраборан и др.), а некоторые полимерные соединения бора с водородом и углеродом стойки к химическим воздействиям и высоким температурам (как широко известный пластик Карборан-22).

Боразон и его гексагидрид

Нитрид бора (боразон) подобен (по составу электронов) углероду. На его основе образуется обширная группа соединений, в чём-то подобных органическим.

Так, гексагидрид боразона (H₃BNH₃, похож на этан по строению) при обычных условиях твёрдое соединение с плотностью 0,78 г/см³, содержит почти 20 % водорода по массе. Его могут использовать водородные топливные элементы, питающие электромобили.

Биологическая роль

Основная статья: Биологическая роль бора

Бор — важный микроэлемент, необходимый для нормальной жизнедеятельности растений. Недостаток бора останавливает их развитие, вызывает у культурных растений различные болезни. В основе этого лежат нарушения окислительных и энергетических процессов в тканях, снижение биосинтеза необходимых веществ. При дефиците бора в почве в сельском хозяйстве применяют борные микроудобрения (борная кислота, бура и другие), повышающие урожай, улучшающие качество продукции и предотвращающие ряд заболеваний растений.

Роль бора в животном организме не выяснена. В мышечной ткани человека содержится (0,33—1)⋅10⁻⁴ % бора, в костной ткани (1,1—3,3)⋅10⁻⁴ %, в крови — 0,13 мг/л. Ежедневно с пищей человек получает 1—3 мг бора. Токсичная доза — 4 г. ЛД₅₀ ≈ 6 г/кг массы тела.

Один из редких типов дистрофии роговицы связан с геном, кодирующим белок-транспортер, предположительно регулирующий внутриклеточную концентрацию бора.

Изотопы бора

Полезное

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Изотопы бора»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Май 2018) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Основные изотопы бор  (₅Б)

Изотоп Разлагаться изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт 10B 20% стабильный[1] 11B 80% стабильный[1] 10Содержание B может составлять от 19,1% до 20,3% в природных образцах. 11B – остаток в таких случаях.[2]
Стандартный атомный вес Аr, стандарт(В)	[10.806, 10.821][3] Обычный: 10,81
Посмотреть разговаривать редактировать

Бор (₅Б) естественно встречается как изотопы ¹⁰Группа ¹¹B, последний из которых составляет около 80% природного бора. Всего 13 радиоизотопы которые были обнаружены, с массовыми числами от 7 до 21, все с короткими период полураспада, самый длинный из которых ⁸B, с периодом полураспада всего 770 миллисекунды (мс) и ¹²B с периодом полураспада 20,2 мс. Все остальные изотопы имеют период полураспада менее 17,35 мс. Изотопы с массой менее 10 распадаются на гелий (через недолговечный изотопы бериллия за ⁷Группа ⁹Б) в то время как те, у кого масса больше 11, в основном становятся углерод.

Диаграмма, показывающая распространенность встречающихся в природе изотопов бора.

Список изотопов

Нуклид[4] [n 1]	Z	N	Изотопная масса (Да )[5] [n 2][n 3]	Период полураспада [ширина резонанса ]	Разлагаться Режим [n 4]	Дочь изотоп [n 5]	Вращение и паритет [n 6][n 7]	Природное изобилие (мольная доля)
Энергия возбуждения	Нормальная пропорция	Диапазон вариации
7B	5	2	7.029712(27)	570(14) × 10−24 s [801 (20) кэВ]	п	6 Быть [n 8]	(3/2−)
8B[n 9]	5	3	8.0246073(11)	770 (3) мс	β+, α	2 4 Он	2+
9B	5	4	9.0133296(10)	800(300) × 10−21 s [0,54 (21) кэВ]	п, α	2 4 Он	3/2−
10B[n 10]	5	5	10.012936862(16)	Стабильный	3+	0.199(7)	18.929–20.386
11B	5	6	11.009305167(13)	Стабильный	3/2−	0.801(7)	79.614–81.071
12B	5	7	12.0143526(14)	20.20 (2) мс	β− (98.4%)	12 C	1+
β−, α (1.6%)	8 Быть [n 11]
13B	5	8	13.0177800(11)	17,33 (17) мс	β− (99.72%)	13 C	3/2−
β−, п (0,28%)	12 C
14B	5	9	14.025404(23)	12,5 (5) мс	β− (93.96%)	14 C	2−
β−, п (6,04%)	13 C
15B	5	10	15.031088(23)	9,93 (7) мс	β−, п (93,6%)	14 C	3/2−
β− (6.0%)	15 C
β−, 2n (0,4%)	13 C
16B	5	11	16.039842(26)	> 4.6 × 10−21 s	п	15 B	0−
17B[n 12]	5	12	17.04693(22)	5,08 (5) мс	β−, п (63,0%)	16 C	(3/2−)
β− (22.1%)	17 C
β−, 2n (11.0%)	15 C
β−, 3н (3,5%)	14 C
β−, 4n (0,4%)	13 C
18B	5	13	18.05560(22)	<26 нс	п	17 B	(2−)
19B[n 12]	5	14	19.06417(56)	2,92 (13) мс	β−, п (71%)	18 C	3/2−#
β−, 2н (17%)	17 C
β− (12%)	19 C
20B[6]	5	15	20.07348(86)#	[2.50(9) МэВ ]	п	19 B	(1−, 2−)
21B[6]	5	16	21.08302(97)#	<260 нс [2,47 (19) МэВ]	2n	19 B	(3/2−)#

1. ^ ^мB – Возбужден ядерный изомер.
2. ^ () – Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
3. ^ # – Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
4. ^ Режимы распада:
5. ^ Жирный символ как дочка – Дочерний продукт стабильный.
6. ^ () значение вращения – указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
7. ^ # – Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
8. ^ Впоследствии распадается путем двойного испускания протона до ⁴Он для чистой реакции ⁷B → ⁴Он + 3 ¹ЧАС
9. ^ Имеет 1 гало протон
10. ^ Один из немногих стабильных нечетно-нечетные ядра
11. ^ Немедленно распадается на две α-частицы, в результате чего возникает чистая реакция ¹²В → 3⁴Он +  е⁻
12. ^ ^{а б} Имеет 2 нейтрона гало

• Нейтрино бета-распады бора-8 на Солнце являются важным фоном для темной материи прямое обнаружение эксперименты.^[7] Они являются первым компонентом нейтринного дна, с которым, как ожидается, в конечном итоге столкнутся эксперименты по прямому обнаружению темной материи.

Приложения

Бор-10

Бор-10 используется в борная нейтронозахватная терапия (BNCT) в качестве экспериментального лечения некоторых видов рака мозга.

Рекомендации

1. ^ ^{а б} «Атомный вес и изотопный состав для всех элементов». Национальный институт стандартов и технологий. Получено 2008-09-21.
2. ^ Szegedi, S .; Варади, М .; Buczkó, Cs. М .; Варнаги, М .; Sztaricskai, T. (1990). «Определение бора в стекле методом нейтронного пропускания». Журнал радиоаналитической и ядерной химии Letters. 146 (3): 177. Дои:10.1007 / BF02165219.
3. ^ Мейя, Юрис; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 88 (3): 265–91. Дои:10.1515 / pac-2015-0305.
4. ^ Период полураспада, мода распада, ядерный спин и изотопный состав происходят из:
   Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Wang, M .; Huang, W. J .; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ЧФК..41с0001А. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
5. ^ Wang, M .; Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Huang, W. J .; Naimi, S .; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030003-1–030003-442. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
6. ^ ^{а б} Leblond, S .; и другие. (2018). “Первое наблюдение ²⁰Группа ²¹B “. Письма с физическими проверками. 121 (26): 262502–1–262502–6. arXiv:1901.00455. Дои:10.1103 / PhysRevLett.121.262502. PMID  30636115.
7. ^ Cerdeno, David G .; Fairbairn, Малькольм; Джубб, Томас; Мачадо, Педро; Винсент, Аарон С .; Бем, Селин (2016). «Физика солнечных нейтрино в экспериментах по прямому обнаружению темной материи». JHEP. 2016 (5): 118. arXiv:1604.01025. Bibcode:2016JHEP … 05..118C. Дои:10.1007 / JHEP05 (2016) 118.