Anexo:Isótopos de berilio

El berilio (Be) posee doce isótopos conocidos, de los cuales solamente el ⁹Be es estable siendo, además, un isótopo primordial. El berilio es un elemento mononuclídico, es decir, que sólo puede encontrarse uno de sus isótopos en la naturaleza. El berilio es el único de los veintiséis elementos monoisotópicos cuyo núcleo está formado por un número par de protones y un número impar de neutrones.

Representación de los distintos isótopos en función del número de protones (Z) y el número de neutrones (N). La escala de colores representa el período de semidesintegración de cada isótopo.

De los once radioisótopos del berilio, los más estables son el ¹⁰Be y el ⁷Be, con unos períodos de semidesintegración de 1,39 millones de años y de 53,22 días, respectivamente. El resto de radioisótopos del berilio tienen períodos de semidesintegración menores de 13,85 s, muchos de ellos inferiores a los 20 ms. El isótopo menos estable es el ⁶Be, con un período de semidesitengración de tan solo 5,03 zs.

Los isótopos estables de los elementos ligeros suelen presentar valores de Z/N iguales a la unidad, es decir, sus núcleos poseen igual número de protones y de neutrones. Esta tendencia sufre una desviación a medida que aumenta la masa de los elementos. El berilio es una excepción a dicha tendencia pues el isótopo para el que Z=N, el ⁸Be, es muy inestable y se descompone por desintegración alfa. Este proceso está favorecido porque los isótopos de ⁴He generados por esta desintegración son altamente estables. El período de semidesintegración del ⁸Be es de 6,7(17)×10^-17 s.

Representación de los niveles de ⁷Be depositado mensualmente en Japón entre 1991 y 2003.

El berilio es un elemento muy ligero como para poseer isótopos estables con un valor de Z/N alejado de 1. Este tipo de desproporción entre el número de neutrones y protones sólo se observa en los isótopos estables de elementos más pesados. Sin embargo, el ¹⁰Be posee seis neutrones y cuatro protones (Z/N=2/3) y, aun siendo un isótopo inestable, su período de semidesintegración es inusualmente elevado (1,39 millones de años). Isótopos de berilio con desequilibrios más acentuados entre Z y N muestran, como es esperable, una inestabilidad mayor.

Se cree que la mayor parte del ⁹Be presente en el universo se formó mediante un proceso de espalación de rayos cósmicos en el período comprendido entre el Big Bang y la formación del Sistema Solar. Los isótopos de ⁷Be, con un período de semidesintegración de 53 días, y de ¹⁰Be son núclidos cosmogénicos, pues son de reciente aparición en la escala de tiempo del Sistema Solar y se han generado por espalación, como es el caso del ¹⁴C. La presencia de estos dos radioisótopos del berilio en la atmósfera terrestre permite la monitorización de los ciclos de manchas solares y de la actividad solar, fenómenos que afectan al campo magnético que protege la Tierra de los rayos cósmicos. La velocidad con la que el ⁷Be se transfiere desde el aire hasta el suelo depende en gran medida de las condiciones meteorológicas. La desintegración del ⁷Be en el Sol es uno de las fuentes de los neutrinos solares, y fue la primera fuente identificada empleando el experimento Homestake. La presencia de ⁷Be en los sedimentos se utiliza para medir la antigüedad de los mismos.

Tabla de isótopos

Símbolo del isótopo	Z(p)	N(n)	Masa del isótopo (u)	Período de semidesintegración	Desintegración​​	Isótopo generado​	Espín nuclear	Composición isotópica representativa (fracción molar)	Rango de variación natural (fracción molar)
	Energía de excitación
5Be	4	1	5.04079(429)#		p	4Li	(+1/2)#
6Be	4	2	6.019726(6)	5.0(3)×10-21 s [0.092(6) MeV]	2p	4He	0
7Be​	4	3	7.01692983(11)	53.22(6) d	CE	7Li	-3/2	Trazas​
8Be​	4	4	8.00530510(4)	6.7(17)×10-17 s [6.8(17) eV]	a	4He	0
9Be	4	5	Estable				-3/2	1.0000
10Be	4	6	10.0135338(4)	1.39×106 años	ß-	10B	0	Trazas​
11Be​	4	7	11.021658(7)	13.81(8) s	ß- (97.1%)	11B	+1/2
					ß-, a (2.9%)	7Li
12Be	4	8	12.026921(16)	21.49(3) ms	ß- (99.48%)	12B	0
					ß-, n (0.52%)	11B
13Be	4	9	13.03569(8)	2.7x10-21 s	n	12Be	+1/2
14Be​	4	10	14.04289(14)	4.84(10) ms	ß-, n (81.0%)	13B	0
					ß- (14.0%)	14B
					ß-, 2n (5.0%)	12B
15Be	4	11	15.05346(54)#	<200 ns
16Be	4	12	16.06192(54)#	<200 ns	2n	14Be	0
17Be	4	13

Notas

• Los valores marcados con # no se han obtenido a partir de datos puramente experimentales, sino que en parte se han deducido de las tendencias sistemáticas observadas. Los valores de espín que han sido asignados con una certeza baja se indican entre paréntesis.

• Las incertidumbres se han indicado de forma concisa entre paréntesis detrás de los últimos dígitos correspondientes. Los valores de incertidumbre indicados se corresponden a una vez la desviación estándar, excepto para la composición isotópica y la masa atómica estándar que se han obtenido de la IUPAC, que expresa las incertidumbres en forma expandida.

Cadena de desintegración

La mayoría de los isótopos del berilio que se encuentran dentro de las líneas que marcan la estabilidad ('proton-neutron drip lines', en inglés) se desintegran por medio de procesos de desintegración beta y/o una combinación de desintegración beta y desintegración alfa o emisión neutrónica. Sin embargo, el ⁷Be se desintegra únicamente por un proceso de captura electrónica, un fenómeno al que puede atribuirse su largo período de semidesintegración. El ⁸Be también presenta un comportamiento anómalo, que se desintegra mediante desintegración alfa para originar ⁴He. Esta desintegración alfa se considera a menudo como una fisión, lo que explicaría su período de semidesintegración extremadamente corto.

$\mathrm {{}_{4}^{5}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {Unknown} }}\ \mathrm {{}_{3}^{4}Li} +\mathrm {{}_{1}^{1}H}$

$\mathrm {{}_{4}^{6}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {5zs} }}\ \mathrm {{}_{2}^{4}He} +\mathrm {2{}_{1}^{1}H}$

$\mathrm {{}_{4}^{7}Be} +\mathrm {e{}_{}^{-}} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {53.22d} }}\ \mathrm {{}_{3}^{7}Li}$

$\mathrm {{}_{4}^{8}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {67as} }}\ \mathrm {2{}_{2}^{4}He}$

$\mathrm {{}_{4}^{10}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {1.39Ma} }}\ \mathrm {{}_{5}^{10}B} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{11}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {13.81s} }}\ \mathrm {{}_{5}^{11}B} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{11}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {13.81s} }}\ \mathrm {{}_{3}^{7}Li} +\mathrm {{}_{2}^{4}He} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{12}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {21.49ms} }}\ \mathrm {{}_{5}^{12}B} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{12}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {21.49ms} }}\ \mathrm {{}_{5}^{11}B} +\mathrm {{}_{0}^{1}n} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{13}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {2.7zs} }}\ \mathrm {{}_{4}^{12}Be} +\mathrm {{}_{0}^{1}n}$

$\mathrm {{}_{4}^{14}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {4.84ms} }}\ \mathrm {{}_{5}^{13}B} +\mathrm {{}_{0}^{1}n} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{14}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {4.84ms} }}\ \mathrm {{}_{5}^{14}B} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{14}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {4.84ms} }}\ \mathrm {{}_{5}^{12}B} +\mathrm {2{}_{0}^{1}n} +\mathrm {e{}_{}^{-}}$

$\mathrm {{}_{4}^{16}Be} \ {\xrightarrow {\ \mathrm {<200ns} }}\ \mathrm {{}_{4}^{14}Be} +\mathrm {2{}_{0}^{1}n}$

Referencias

• Masas isotópicas tomadas de Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C. (2003). «The Ame2003 Atomic mass evaluation (II)». Nuclear Physics A 729: 337-676. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
• Composiciones isotópicas y masas atómicas estandarizadas tomadas de:
  • de Laeter, J. R.; Böhlke, J. K.; de Bièvre, P.; Hidaka, H.; Peiser, H. S.; Rosman, K. J. R.; Taylor, P. D. P. (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
  • Wieser, M. E. (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
• Datos de períodos de semidesintegración, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
  • Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C.; Blachot, C.; Bersillon, O. (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
  • Brookhaven National Laboratory (ed.). «National Nuclear Data Center». Consultado el 5 de agosto de 2011. 
  • Holden, N. E. «11». CRC Handbook of chemistry and physics (85ª edición edición). ISBN 978-0849304859. 

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