Isótopos del osmio

El osmio ( _{76 Os) tiene siete}isótopos naturales , cinco de los cuales son estables: ¹⁸⁷ Os, ¹⁸⁸ Os, ¹⁸⁹ Os, ¹⁹⁰ Os y (el más abundante) ¹⁹² Os. Los otros isótopos naturales, ¹⁸⁴ Os y ^{186 Os, tienen}una vida media extremadamente larga (1,12×10 ¹³ años y 2×10 ¹⁵ años, respectivamente) y para fines prácticos también pueden considerarse estables. ¹⁸⁷ Os es hijo de ¹⁸⁷Re ( vida media 4,12×10 ¹⁰ años) y se mide con mayor frecuencia en una relación ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os. Esta relación, así como la relación ¹⁸⁷ Re/ ^{188 Os, se han utilizado ampliamente en la datación de}rocas terrestres y meteóricas . También se ha utilizado para medir la intensidad de la meteorización continental a lo largo del tiempo geológico y para fijar edades mínimas para la estabilización de las raíces del manto de los cratones continentales . Sin embargo, la aplicación más notable del Os en la datación ha sido en conjunción con el iridio , para analizar la capa de cuarzo chocado a lo largo del límite Cretácico-Paleógeno que marca la extinción de los dinosaurios hace 66 millones de años. ^{El 192} Os isotópicamente puro, si estuviera disponible, sería el material estable más denso de la Tierra con 22,80 gramos por centímetro cúbico.

También hay 31 radioisótopos artificiales , ^[5] el de mayor duración es ^{el 194} Os con una vida media de seis años; todos los demás tienen vidas medias inferiores a 93 días. También hay diez isómeros nucleares conocidos , el de mayor duración es ^{el 191m} Os con una vida media de 13,10 horas. Todos los isótopos e isómeros nucleares del osmio son radiactivos o observablemente estables , lo que significa que se predice que son radiactivos pero no se ha observado ninguna desintegración real.

Usos de los isótopos de osmio

La relación isotópica de osmio-187 y osmio-188 ( ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os) se puede utilizar como una ventana a los cambios geoquímicos a lo largo de la historia del océano. ^[6] La relación media marina ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os en los océanos es 1,06. ^[6] Este valor representa un equilibrio de los aportes fluviales derivados del continente de Os con una relación ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os de ~1,3, y los aportes del manto /extraterrestres con una relación ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os de ~0,13. ^[6] Al ser un descendiente de ¹⁸⁷ Re, ¹⁸⁷ Os puede formarse radiogénicamente por desintegración beta. ^[7] Esta desintegración ha hecho que la relación ¹⁸⁷ Os/ ^{188 Os de la Tierra de silicato a granel (la Tierra menos el}núcleo ) aumente un 33%. ^[8] Esto es lo que impulsa la diferencia en la relación ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os que vemos entre los materiales continentales y el material del manto. Las rocas de la corteza tienen un nivel mucho más alto de Re, que se degrada lentamente en ¹⁸⁷ Os, lo que aumenta la relación. ^[7] Sin embargo, dentro del manto, la respuesta desigual de Re y Os da como resultado que estos materiales del manto y derretidos se agoten en Re, y no les permite acumular ¹⁸⁷ Os como el material continental. ^[7] La entrada de ambos materiales en el entorno marino da como resultado el ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os observado en los océanos y ha fluctuado mucho a lo largo de la historia de nuestro planeta. Estos cambios en los valores isotópicos del Os marino se pueden observar en el sedimento marino que se deposita y finalmente se litifica en ese período de tiempo. ^[9] Esto permite a los investigadores hacer estimaciones sobre los flujos de meteorización, identificar el vulcanismo basáltico de inundación y los eventos de impacto que pueden haber causado algunas de nuestras mayores extinciones masivas. El registro isotópico de Os de los sedimentos marinos se ha utilizado para identificar y corroborar el impacto del límite KT, por ejemplo. ^[10] El impacto de este asteroide de ~10 km alteró masivamente la firma ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os de los sedimentos marinos en ese momento. Con el promedio extraterrestre ^{de 187} Os/ ¹⁸⁸ Os de ~0,13 y la enorme cantidad de Os que este impacto aportó (equivalente a 600.000 años de aportes fluviales actuales) redujo la firma marina global de ¹⁸⁷ Os/ ^{188 Os.}Valor de Os de ~0,45 a ~0,2. ^[6]

Las proporciones de isótopos de Os también se pueden utilizar como una señal de impacto antropogénico. ^[11] Las mismas proporciones ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os que son comunes en entornos geológicos se pueden utilizar para medir la adición de Os antropogénico a través de cosas como convertidores catalíticos . ^[11] Si bien se ha demostrado que los convertidores catalíticos reducen drásticamente la emisión de NO _x y CO, están introduciendo elementos del grupo del platino (PGE) como Os, al medio ambiente. ^[11] Otras fuentes de Os antropogénico incluyen la combustión de combustibles fósiles , la fundición de mineral de cromo y la fundición de algunos minerales de sulfuro . En un estudio, se evaluó el efecto del escape de los automóviles en el sistema marino de Os. Se ha registrado que el escape de los automóviles ¹⁸⁷ Os/ ¹⁸⁸ Os es ~0,2 (similar a las entradas extraterrestres y derivadas del manto), que está muy agotado (3, 7). El efecto del Os antropogénico se puede apreciar mejor comparando las proporciones de Os acuáticos y los sedimentos locales o aguas más profundas. Las aguas superficiales afectadas tienden a tener valores reducidos en comparación con el océano profundo y los sedimentos más allá del límite de lo que se espera de los aportes cósmicos. ^[11] Se cree que este aumento del efecto se debe a la introducción de Os antropogénico transportado por el aire en la precipitación.

La larga vida media del ¹⁸⁴ Os con respecto a la desintegración alfa a ¹⁸⁰ W se ha propuesto como un método de datación radiométrica para rocas ricas en osmio o para la diferenciación de un núcleo planetario . ^[2]^[12]^[13]

Lista de isótopos

^ ^m Os – Isómero nuclear excitado .
^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
^ Vida media audaz : casi estable, vida media más larga que la edad del universo .
^ Modos de descomposición:
^ Símbolo en negrita y cursiva como hija: el producto hija es casi estable.
^ Símbolo en negrita como hija: el producto hija es estable.
^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
^ # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
^ ab radionúclido primordial
^ Se teoriza que también sufre una desintegración β ⁺ β ⁺ a ¹⁸⁴ W
^ ab Se utiliza en la datación de renio-osmio.
^ Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸³ W con una vida media de 3,2×10 ¹⁵ años.
^ Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁴ W con una vida media de 3,3×10 ¹⁸ años.
^ Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁵ W con una vida media de 3,3×10 ¹⁵ años.
^ Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁶ W con una vida media de 1,2×10 ¹⁹ años.
^ Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁸ W o una desintegración β ⁻ β ⁻ a ¹⁹² Pt con una vida media de 5,3×10 ¹⁹ años.

Referencias

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[14] Os – Isómero nuclear excitado .

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[18] Vida media audaz : casi estable, vida media más larga que la edad del universo .

[19] Modos de descomposición:

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[TNN-23] # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).

[PN-25] radionúclido primordial

[26] Se teoriza que también sufre una desintegración β ⁺ β ⁺ a ¹⁸⁴ W

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[29] Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁴ W con una vida media de 3,3×10 ¹⁸ años.

[30] Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁵ W con una vida media de 3,3×10 ¹⁵ años.

[31] Se cree que sufre una desintegración α a ¹⁸⁶ W con una vida media de 1,2×10 ¹⁹ años.

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[3] "Pesos atómicos estándar: osmio". CIAAW . 1991.

[CIAAW2021-4] 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 (4 de mayo de 2022). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico de la IUPAC)". Química pura y aplicada . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.

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[:3-11] Chen, C.; Sedwick, PN; Sharma, M. (2009). "El osmio antropogénico en la lluvia y la nieve revela contaminación atmosférica a escala global". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 106 (19): 7724– 7728. Bibcode :2009PNAS..106.7724C. doi : 10.1073/pnas.0811803106 . PMC 2683094 . PMID 19416862.

[12] Cocinero, David L.; Kruijer, Thomas S.; Leya, Ingo; Kleine, Thorsten (septiembre de 2014). "Variaciones cosmogénicas ^{de 180} W en meteoritos y reevaluación de un posible sistema de desintegración ^{de 184} Os- ¹⁸⁰ W". Geochimica et Cosmochimica Acta . 140 : 160– 176. doi : 10.1016/j.gca.2014.05.013.

[13] Cook, David L.; Smith, Thomas; Leya, Ingo; Hilton, Connor D.; Walker, Richard J.; Schönbächler, Maria (septiembre de 2018). "Exceso de 180W en meteoritos de hierro del IIAB: identificación de componentes cosmogénicos, radiogénicos y nucleosintéticos". Earth Planet Sci Lett . 503 : 29– 36. doi :10.1016/j.epsl.2018.09.021. PMC 6398611 .

[AME2020_II-15] Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.

[Os160-24] Briscoe, AD; Page, RD; Uusitalo, J.; et al. (2023). "Espectroscopia de desintegración en la línea de goteo de dos protones: radiactividad de los nuevos nucleidos 160Os y 156W". Physics Letters B . 47 (138310). doi : 10.1016/j.physletb.2023.138310 . hdl : 10272/23933 .