Regla de isobara de Mattauch

La regla de los isóbaros de Mattauch , formulada por Josef Mattauch en 1934, establece que si dos elementos adyacentes en la tabla periódica tienen isótopos con el mismo número másico , uno de los isótopos debe ser radiactivo . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Dos nucleidos que tienen el mismo número másico ( isóbaros ) pueden ser estables solo si sus números atómicos difieren en más de uno. De hecho, para los nucleidos actualmente estables observacionalmente , la diferencia solo puede ser 2 o 4, y en teoría, dos nucleidos que tienen el mismo número másico no pueden ser estables (al menos frente a la desintegración beta o la doble desintegración beta ), pero muchos de estos nucleidos que son teóricamente inestables frente a la doble desintegración beta no se han observado desintegrarse, por ejemplo, ^{el 134} Xe . ^{[ 1 ]} Sin embargo, esta regla no puede hacer predicciones sobre las vidas medias de estos radioisótopos . ^{[ 1 ]}

Una consecuencia de esta regla es que ni el tecnecio ni el prometio tienen isótopos estables, ya que cada uno de los elementos vecinos en la tabla periódica ( molibdeno y rutenio , y neodimio y samario , respectivamente) tiene un isótopo beta-estable para cada número másico en el rango en el que los isótopos de los elementos inestables normalmente serían estables a la desintegración beta . El samario-147 no es un contraejemplo; aunque es inestable a la desintegración alfa , es estable a la desintegración beta. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Estos rangos se pueden calcular utilizando el modelo de gota líquida (por ejemplo, la estabilidad de los isótopos de tecnecio ), en el que se demuestra que el isobara con el menor exceso de masa o la mayor energía de enlace es estable a la desintegración beta ^{[ 3 ]} porque la conservación de la energía prohíbe una transición espontánea a un estado menos estable. ^{[ 4 ]}

Por lo tanto, ningún nucleido estable tiene número atómico 43 o 61, y por el mismo razonamiento, ningún nucleido estable tiene número atómico 19, 21, 35, 39, 45, 61, 71, 89, 115 o 123.

Las únicas excepciones conocidas a la regla de isobara de Mattauch son los casos del antimonio-123 y el telurio-123 , y del hafnio-180 y el tantalio-180m , donde ambos núcleos son observacionalmente estables. Se predice que ^{el 123Te} debería sufrir captura electrónica para formar ^123Sb , pero esta desintegración aún no se ha observado; el ^180mTa debería poder sufrir una transición isomérica a ^180Ta , una desintegración beta a ^180W , una captura electrónica a ^180Hf o una desintegración alfa a ^176Lu , pero ninguno de estos modos de desintegración se ha observado. ^{[ 5 ]}

Además, no se ha observado desintegración beta ni en el curio-247 ni en el berkelio-247 , aunque se espera que el primero se desintegre en el segundo. Ambos nucleidos son inestables frente a la desintegración alfa.

Como se mencionó anteriormente, la regla de isobara de Mattauch no permite predecir la vida media de los isótopos beta-inestables. Por lo tanto, existen algunos casos en los que isóbaros de elementos adyacentes coexisten primordialmente, ya que la vida media del isóbaro inestable supera los mil millones de años. Esto ocurre para los siguientes números de masa:

• 40 ( ⁴⁰ Ar y ⁴⁰ Ca estables; ⁴⁰ K inestables)
• 50 ( ⁵⁰ Ti y ⁵⁰ Cr estables; ⁵⁰ V inestables)
• 87 ( ⁸⁷ Sr estable; ⁸⁷ Rb inestable)
• 113 ( ¹¹³ In estable; ¹¹³ Cd inestable)
• 115 ( ¹¹⁵ Sn estable; ¹¹⁵ In inestable)
• 138 ( ¹³⁸ Ba y ¹³⁸ Ce estables; ¹³⁸ La inestable)
• 176 ( ^176Yb y ^176Hf estables; ^176Lu inestable)
• 187 ( ¹⁸⁷ Os estable; ¹⁸⁷ Re inestable)

• Beta estable