Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Isótopos de calcio

El calcio ( 20Ca ) tiene 26 isótopos conocidos, que van desde el 35Ca hasta el 60Ca . Hay cinco isótopos estables ( 40Ca , 42Ca , 43Ca , 44Ca y 46Ca ), además de un isótopo ( 48...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

El calcio ( 20Ca ) tiene 26 isótopos conocidos, que van desde el 35Ca hasta el 60Ca . Hay cinco isótopos estables ( 40Ca , 42Ca , 43Ca , 44Ca y 46Ca ), además de un isótopo ( 48Ca ) con una vida media tan larga que, a efectos prácticos, es estable. El isótopo más abundante, el 40Ca , así como el raro 46Ca , son teóricamente inestables por razones energéticas, pero su desintegración no se ha observado. El calcio también tiene un isótopo cosmogénico , el 41Ca , con una vida media de 99.400 años. A diferencia de los isótopos cosmogénicos producidos en el aire , el 41Ca se produce por activación neutrónica del 40Ca sólido en rocas y suelos. La mayor parte de su producción se encuentra en el metro superior de la columna de suelo, donde el flujo de neutrones cosmogénicos aún es suficientemente fuerte. Los isótopos artificiales más estables son el 45Ca , con una vida media de 162,61 días, y el 47Ca , con una vida media de 4,536 días. Todos los demás isótopos de calcio tienen vidas medias de minutos o menos.

El 40Ca constituye aproximadamente el 97% del calcio natural y se crea principalmente mediante nucleosíntesis en las estrellas ( proceso alfa ). Sin embargo, al igual que el 40Ar , parte del 40Ca es radiogénico, creado por la desintegración radiactiva del 40K . Si bien la datación K-Ar se ha utilizado ampliamente en las ciencias geológicas , la prevalencia del 40Ca en la naturaleza inicialmente impidió la proliferación de la datación K-Ca en los primeros estudios, con solo un puñado de estudios en el siglo XX. Sin embargo , las técnicas modernas que utilizan técnicas cada vez más precisas de espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente con colector múltiple de celda de colisión ( CC-MC-ICP-MS ) se han utilizado para una datación K-Ca exitosa [ 4 ] [ 5 ] , similar en método a la datación Rb-Sr , así como para determinar las pérdidas de K de la corteza continental inferior [ 6 ] y para rastrear las contribuciones de calcio de varios reservorios geológicos. [ 7 ] [ 8 ]

Las variaciones de isótopos estables del calcio (generalmente 44 Ca/ 40 Ca o 44 Ca/ 42 Ca, denotadas 'δ 44 Ca' y 'δ 44/42 Ca' en notación delta) también se utilizan ampliamente en las ciencias naturales para una serie de aplicaciones, que van desde la determinación temprana de la osteoporosis [ 9 ] hasta la cuantificación de las escalas de tiempo de las erupciones volcánicas . [ 10 ] Otras aplicaciones incluyen: cuantificar la eficiencia del secuestro de carbono en sitios de inyección de CO 2 [ 11 ] y comprender la acidificación de los océanos , [ 12 ] explorar procesos magmáticos tanto ubicuos como raros, como la formación de granitos [ 13 ] y carbonatitas , [ 14 ] rastrear redes tróficas modernas y antiguas , incluidas las de los dinosaurios, [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] evaluar las prácticas de destete en humanos antiguos, [ 18 ] y una plétora de otras aplicaciones emergentes.

Lista de isótopos

  1. ↑ () – La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes. 
  2. ↑ Vida media en negrita : casi estable, vida media más larga que la edad del universo . 
  3. ↑ Modos de desintegración:
  4. ↑ Símbolo en negrita como hija – El producto hija es estable. 
  5. ↑ () valor de giro : indica giro con argumentos de asignación débiles. 
  6. ↑ # – Los valores marcados con # no se derivan exclusivamente de datos experimentales, sino al menos parcialmente de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN). 
  7. ↑ Núclido más pesado observablemente estable con igual número de protones y neutrones
  8. ↑ Se cree que experimenta una doble captura electrónica para formar 40 Ar con una vida media no menor a 10 22 años.
  9. ↑ Núclido cosmogénico
  10. ↑ Se cree que sufre una desintegración β − β − ​​a 46 Ti
  11. ↑ Radionúclido primordial
  12. ↑ Se cree que es capaz de experimentar una desintegración beta triple con una vida media parcial muy larga.
  13. ↑ El nucleido más ligero conocido que experimenta una desintegración beta doble
  14. ↑ Se teoriza que también sufre desintegración β − a 48 Sc con una vida media parcial que excede 1,1 +0,8 −0,6 ×10 21 años [ 21 ]
  15. ↑ El descubrimiento de este isótopo no está confirmado.

Calcio-48

Aproximadamente 2 g de calcio-48

El calcio-48 es un núcleo doblemente mágico con 28 neutrones; inusualmente rico en neutrones para un núcleo primordial ligero. Se desintegra mediante desintegración beta doble con una vida media extremadamente larga de aproximadamente 5,6 × 10¹⁹ años  , aunque teóricamente también es posible la desintegración beta simple. Esta desintegración puede analizarse con el modelo de capas nucleares sd , y es más energética (4,27 MeV ) que cualquier otra desintegración beta doble. [ 23 ] Se utiliza como precursor de isótopos ricos en neutrones [ 24 ] y superpesados ​​[ 25 ] . 

Calcio-60

El calcio-60 es el isótopo más pesado conocido hasta el año 2020.. [ 1 ] Observado por primera vez en 2018 en Riken junto con 59 Ca y siete isótopos de otros elementos, [ 26 ] su existencia sugiere que hay isótopos adicionales de N par de calcio hasta al menos 70 Ca, mientras que 59 Ca es probablemente el último isótopo ligado con N impar . [ 27 ] Predicciones anteriores habían estimado que el isótopo par más pesado estaba en 60 Ca, y 59 Ca no ligado. [ 26 ]

En la región rica en neutrones, N = 40 se convierte en un número mágico , por lo que el 60 Ca fue considerado desde un principio como un núcleo posiblemente doblemente mágico, como se observa para el isótono 68 Ni . [ 28 ] [ 29 ] Sin embargo, mediciones espectroscópicas posteriores de los nucleidos cercanos 56 Ca, 58 Ca y 62 Ti predicen que debería estar en la isla de inversión que se sabe que existe alrededor del 64 Cr. [ 29 ] [ 30 ]

Véase también

Productos derivados distintos del calcio

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. ↑ "Pesos atómicos estándar: Calcio" . CIAAW . 1983.
  3. ↑ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico de la IUPAC)" . Pure and Applied Chemistry . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 . 
  4. ↑ Marshall, BD; DePaolo, DJ (1982-12-01). "Determinaciones precisas de edad y estudios petrogenéticos utilizando el método KCa". Geochimica et Cosmochimica Acta . 46 (12): 2537– 2545. Bibcode : 1982GeCoA..46.2537M . doi : 10.1016/0016-7037(82)90376-3 . ISSN 0016-7037 . 
  5. ↑ admin (18 de enero de 2023). "Datación K-Ca y composición isotópica de Ca de la lava más antigua del Sistema Solar, Erg Chech 002" . Geochemical Perspectives Letters . 24 (24): 33– 37. Bibcode : 2023GChPL..24...33D . doi : 10.7185/geochemlet.2302 . Consultado el 16 de octubre de 2024 .
  6. ↑ admin (6 de febrero de 2019). "Los isótopos radiogénicos de Ca confirman el agotamiento de K posterior a la formación de la corteza inferior | Geochemical Perspectives Letters" . Geochemical Perspectives Letters . 9 (9): 43–48 . Consultado el 16 de octubre de 2024 .
  7. ↑ Antonelli, Michael A.; DePaolo, Donald J.; Christensen, John N.; Wotzlaw, Jörn-Frederik; Pester, Nicholas J.; Bachmann, Olivier (2021-09-16). "40 Ca radiogénico en agua de mar: implicaciones para los ciclos de Ca modernos y antiguos" . ACS Earth and Space Chemistry . 5 (9): 2481– 2492. Bibcode : 2021ESC.....5.2481A . doi : 10.1021/acsearthspacechem.1c00179 . ISSN 2472-3452 . OSTI 1859027 .  
  8. ↑ Davenport, Jesse; Caro, Guillaume; France-Lanord, Christian (2022-12-01). "Desacoplamiento de la erosión física y química en el Himalaya revelado por isótopos radiogénicos de Ca" . Geochimica et Cosmochimica Acta . 338 : 199–219 . Bibcode : 2022GeCoA.338..199D . doi : 10.1016/j.gca.2022.10.031 . ISSN 0016-7037 . 
  9. ↑ Eisenhauer, A.; Müller, M.; Heuser, A.; Kolevica, A.; Glüer, C. -C.; Both, M.; Laue, C.; Hehn, U. v.; Kloth, S.; Shroff, R.; Schrezenmeir, J. (2019-06-01). "Relaciones de isótopos de calcio en sangre y orina: un nuevo biomarcador para el diagnóstico de osteoporosis" . Bone Reports . 10 100200. doi : 10.1016/j.bonr.2019.100200 . ISSN 2352-1872 . PMC 6453776. PMID 30997369 .   
  10. ↑ Antonelli, Michael A.; Mittal, Tushar; McCarthy, Anders; Tripoli, Barbara; Watkins, James M.; DePaolo, Donald J. (2019-10-08). "Los isótopos de Ca registran el rápido crecimiento de cristales en sistemas volcánicos y subvolcánicos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 116 ( 41): 20315– 20321. Bibcode : 2019PNAS..11620315A . doi : 10.1073/pnas.1908921116 . ISSN 0027-8424 . PMC 6789932. PMID 31548431 .   
  11. ↑ Pogge von Strandmann, Philip AE; Burton, Kevin W.; Snæbjörnsdóttir, Sandra O.; Sigfússon, Bergur; Aradóttir, Edda S.; Gunnarsson, Ingvi; Alfredsson, Helgi A.; Mesfin, Kiflom G.; Oelkers, Eric H.; Gislason, Sigurður R. (30 de abril de 2019). "Rápida mineralización de CO2 en calcita en el sitio de almacenamiento de CarbFix cuantificada mediante isótopos de calcio" . Comunicaciones de la naturaleza . 10 (1): 1983. doi : 10.1038/s41467-019-10003-8 . ISSN 2041-1723 . PMC 6491611 . PMID 31040283 .   
  12. ↑ Fantle, Matthew S.; Ridgwell, Andy (2020-08-05). "Hacia una comprensión de la señal isotópica de Ca relacionada con la acidificación oceánica y los sobreimpulsos de alcalinidad en el registro de rocas" . Chemical Geology . 547 119672. Bibcode : 2020ChGeo.54719672F . doi : 10.1016/j.chemgeo.2020.119672 . ISSN 0009-2541 . 
  13. ↑ Antonelli, Michael A.; Yakymchuk, Chris; Schauble, Edwin A.; Foden, John; Janoušek, Vojtěch; Moyen, Jean-François; Hoffmann, Jan; Moynier, Frédéric; Bachmann, Olivier (2023-04-15). "Petrogénesis del granito y el δ44Ca de la corteza continental" . Earth and Planetary Science Letters . 608 118080. doi : 10.1016/j.epsl.2023.118080 . hdl : 20.500.11850/603069 . ISSN 0012-821X . 
  14. ↑ admin (diciembre de 2023). "Fraccionamiento de isótopos de calcio durante la inmiscibilidad de la fusión y la petrogénesis de carbonatitas | Geochemical Perspectives Letters" . Geochemical Perspectives Letters . 28 (28): 13–19 . doi : 10.7185/geochemlet.2338 . hdl : 20.500.11850/662437 . Consultado el 16 de octubre de 2024 .
  15. ^ Skulan, José; DePaolo, Donald J.; Owens, Thomas L. (1 de junio de 1997). "Control biológico de la abundancia de isótopos de calcio en el ciclo global del calcio" . Geochimica et Cosmochimica Acta . 61 (12): 2505–2510 . Código Bib : 1997GeCoA..61.2505S . doi : 10.1016/S0016-7037(97)00047-1 . ISSN 0016-7037 . 
  16. ↑ admin (26 de abril de 2019). "Los isótopos estables de calcio sitúan a los conodontos del Devónico como consumidores de primer nivel | Geochemical Perspectives Letters" . Geochemical Perspectives Letters . 10 (10): 36–39 . Recuperado el 16 de octubre de 2024 .
  17. ↑ Hassler, A.; Martin, JE; Amiot, R.; Tacail, T.; Godet, F. Arnaud; Allain, R.; Balter, V. (2018-04-11). "Los isótopos de calcio ofrecen pistas sobre la partición de recursos entre los dinosaurios depredadores del Cretácico" . Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences . 285 (1876) 20180197. doi : 10.1098/rspb.2018.0197 . ISSN 0962-8452 . PMC 5904318. PMID 29643213 .   
  18. ↑ Tacail, Théo; Thivichon-Prince, Béatrice; Martin, Jeremy E.; Charles, Cyril; Viriot, Laurent; Balter, Vincent (2017-06-13). "Evaluación de las prácticas de destete humano con isótopos de calcio en el esmalte dental" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (24): 6268– 6273. Bibcode : 2017PNAS..114.6268T . doi : 10.1073/pnas.1704412114 . ISSN 0027-8424 . PMC 5474782. PMID 28559355 .   
  19. ↑ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "Evaluación de la masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  20. ↑ Grupo de Datos Nucleares FRIB. "Proyecto de Descubrimiento de Nuclidos, Base de Datos de Isótopos" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  21. ↑ Aunola, M.; Suhonen, J.; Siiskonen, T. (1999). "Estudio de modelo de capas de la desintegración beta altamente prohibida 48 Ca → 48 Sc". EPL . 46 (5): 577. Bibcode : 1999EL.....46..577A . doi : 10.1209/epl/i1999-00301-2 . S2CID 250836275 . 
  22. ↑ Tarasov, OB; Sherrill, BM; Dombos, CA; Fukushima, K.; Gade, A.; Haak, K.; Hausmann, M.; Kahl, D.; Kaloyanov, D.; Kwan, E.; Matthews, HK; Ostroumov, PN; Portillo, M.; Richardson, I.; Smith, MK; Watters, S. (4 de septiembre de 2025). "Descubrimiento de nuevos isótopos en la fragmentación del Se 82 y conocimientos sobre su producción". Revisión física C. 112 (3) 034604. doi : 10.1103/573p-7fjp .
  23. ↑ Balysh, A.; et al. (1996). "Desintegración beta doble del 48 Ca". Physical Review Letters . 77 (26): 5186– 5189. arXiv : nucl-ex/9608001 . Bibcode : 1996PhRvL..77.5186B . doi : 10.1103/PhysRevLett.77.5186 . PMID 10062737 .  
  24. ↑ Notani, M.; et al. (2002). "Nuevos isótopos ricos en neutrones, 34 Ne, 37 Na y 43 Si, producidos por fragmentación de un haz de 48 Ca de 64A MeV". Physics Letters B . 542 ( 1– 2): 49– 54. Bibcode : 2002PhLB..542...49N . doi : 10.1016/S0370-2693(02)02337-7 . 
  25. ↑ Oganessian, Yu. Ts.; et al. (octubre de 2006). "Síntesis de los isótopos de los elementos 118 y 116 en las reacciones de fusión 249 Cf y 245 Cm + 48 Ca" . Physical Review C. 74 ( 4) 044602. Bibcode : 2006PhRvC..74d4602O . doi : 10.1103/PhysRevC.74.044602 . 
  26. 1 2 Tarasov, OB; Ahn, DS; Bazin, D.; et al. (11 de julio de 2018). "Descubrimiento de 60 Ca e implicaciones para la estabilidad de 70 Ca" . Physical Review Letters . 121 (2) 022501. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.022501 . PMID 30085743 .  
  27. ↑ Neufcourt, Léo; Cao, Yuchen; Nazarewicz, Witold; et al. (14 de febrero de 2019). "Línea de goteo de neutrones en la región Ca a partir del promedio de modelos bayesianos". Physical Review Letters . 122 (6) 062502. arXiv : 1901.07632 . Bibcode : 2019PhRvL.122f2502N . doi : 10.1103/PhysRevLett.122.062502 . PMID 30822058 .  
  28. ↑ Gade, A.; Janssens, RVF; Weisshaar, D.; et al. (21 de marzo de 2014). "Estructura nuclear hacia N = 40 60 Ca: espectroscopia de rayos gamma en haz de 58, 60 Ti". Physical Review Letters . 112 (11) 112503. arXiv : 1402.5944 . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.112503 . PMID 24702356 .     
  29. 1 2 Cortés, ML; Rodríguez, W.; Doornenbal, P.; et al. (enero de 2020). "Evolución de la capa de isótonos N = 40 hacia 60 Ca: Primera espectroscopia de 62 Ti" . Physics Letters B. 800 135071. arXiv : 1912.07887 . doi : 10.1016 /j.physletb.2019.135071 .   
  30. ↑ Chen, S.; Browne, F.; Doornenbal, P.; et al. (agosto de 2023). "Las estructuras de nivel de 56, 58 Ca ponen en duda un 60 Ca doblemente mágico" . Physics Letters B. 843 138025. arXiv : 2307.07077 . doi : 10.1016 /j.physletb.2023.138025 .  

Lecturas adicionales

  • C. Michael Hogan. 2010. Calcio . ed. A. Jorgenson y C. Cleveland. Enciclopedia de la Tierra , Consejo Nacional para la Ciencia y el Medio Ambiente, Washington, DC.
  • Sitio web oficial del Centro Nacional de Desarrollo de Isótopos
  • Datos de isótopos de calcio del Proyecto de Isótopos del Laboratorio Berkeley.