Lista de elementos según la estabilidad de sus isótopos.

De los primeros 82 elementos químicos de la tabla periódica , 80 tienen isótopos considerados estables. ^{[ 1 ]} En total, se conocen 251 isótopos estables.

Los núcleos atómicos constan de protones y neutrones , que se atraen entre sí mediante la fuerza nuclear , mientras que los protones se repelen entre sí mediante la fuerza eléctrica debido a su carga positiva . Estas dos fuerzas compiten, lo que hace que algunas combinaciones de neutrones y protones sean más estables que otras. Los neutrones estabilizan el núcleo porque atraen a los protones, lo que ayuda a contrarrestar la repulsión eléctrica entre ellos. Como resultado, a medida que aumenta el número de protones, se necesita una proporción creciente de neutrones con respecto a los protones para formar un núcleo estable; si hay demasiados o muy pocos neutrones con respecto a la proporción óptima, el núcleo se vuelve inestable y está sujeto a ciertos tipos de desintegración nuclear . Los isótopos inestables se desintegran a través de diversas vías de desintegración radiactiva , más comúnmente la desintegración alfa o la desintegración beta , pero se conocen tipos de desintegración menos frecuentes, como la fisión espontánea y la desintegración en cúmulos ; se puede encontrar más información en desintegración radiactiva .

De los primeros 82 elementos de la tabla periódica , 80 tienen isótopos considerados estables. ^{[ 1 ]} El elemento número 83, el bismuto, se consideraba tradicionalmente que tenía el isótopo estable más pesado, el bismuto-209 , pero en 2003 investigadores en Orsay , Francia, midieron la desintegración del ^209.Bi ; ^{[ 2 ] [ 3 ]} la vida media actualmente aceptadaes2,01 × 10 ¹⁹  años . El tecnecio y el prometio ( números atómicos 43 y 61, respectivamente ^{[ a ]} ) y todos los elementos con un número atómico superior a 82 solo tienen isótopos que se sabe que experimentan desintegración radiactiva . No se espera que ningún elemento no descubierto sea estable; por lo tanto, el plomo se considera el elemento estable más pesado. Sin embargo, es posible que algunos isótopos que ahora se consideran estables resulten desintegrarse con vidas medias extremadamente largas (como sucedió con el bismuto).

Para cada uno de los 80 elementos estables, se indica el número de isótopos estables. Solo 90 isótopos son estables frente a cualquier posible desintegración, y otros 161 son energéticamente inestables (véase la Lista de nucleidos ), pero nunca se ha observado su desintegración. Por lo tanto, 251 isótopos ( nucleidos ) son estables por definición (incluido un estado excitado, el tantalio-180m, para el cual aún no se ha observado ninguna desintegración).

En abril de 2019 se anunció que la vida media del xenón-124 se había medido en 1,8 × 10²² ^años . ^{[ 4 ]} Esta es la vida media más larga medida directamente para cualquier isótopo inestable; solo la vida media (medida indirectamente) del telurio-128 es más larga.

De los elementos químicos, solo 1 elemento ( estaño ) tiene 10 isótopos estables, 5 tienen 7 isótopos estables, 7 tienen 6 isótopos estables, 11 tienen 5 isótopos estables, 9 tienen 4 isótopos estables, 5 tienen 3 isótopos estables, 16 tienen 2 isótopos estables y 26 tienen 1 isótopo estable. ^{[ 1 ]}

Además, 31 nucleidos de los elementos naturales poseen isótopos inestables con una vida media lo suficientemente larga como para haber perdurado durante la edad del Sistema Solar (10⁸ ^años o más), y otros cuatro nucleidos representan tres elementos ( bismuto , torio y uranio ) que carecen de isótopos estables. Estos 35 nucleidos naturales radiactivos conforman los nucleidos primordiales radiactivos . El número total de nucleidos primordiales es, por lo tanto, de 251 (los nucleidos estables) más los 35 nucleidos primordiales radiactivos, lo que da un total de 286.

La vida media más larga conocida de 2,2 × 10 ²⁴ años del telurio-128 se midió mediante el método de detección de su hijo radiogénico xenón-128 ; este se ha utilizado para otros isótopos con hijos de gases nobles y el bario-130 tampoco se ha medido de otra manera. ^{[ 5 ]} Otro ejemplo notable es el único isótopo natural del bismuto, el bismuto-209 , que se predijo que sería inestable con una vida media muy larga, pero se ha observado que se desintegra. Debido a sus largas vidas medias, estos isótopos todavía se encuentran en la Tierra en diversas cantidades, y junto con los isótopos estables se denominan isótopos primordiales . Para una lista de nucleidos primordiales en orden de vida media, véase Lista de nucleidos .

Se conocen 118 elementos químicos . Los primeros 94 se encuentran en la naturaleza, y el resto de los elementos descubiertos se producen artificialmente, con isótopos conocidos que son radiactivos con vidas medias relativamente cortas (véase más abajo). Los elementos de esta lista están ordenados según la vida media de su isótopo más estable. ^{[ 1 ]} De estos, tres elementos ( bismuto , torio y uranio ) son primordiales porque tienen vidas medias lo suficientemente largas como para que aún se encuentren en la Tierra, ^{[ b ]} mientras que todos los demás se producen por desintegración radiactiva o se sintetizan en laboratorios y reactores nucleares . Solo 13 de los 38 elementos inestables tienen un isótopo conocido con una vida media de al menos 100 años. Todos los isótopos conocidos de los 25 elementos restantes son altamente radiactivos; estos se utilizan en la investigación académica y, a veces, en la industria y la medicina. ^{[ c ]} Algunos de los elementos más pesados ​​de la tabla periódica podrían tener isótopos aún no descubiertos con vidas medias más largas que las que se enumeran aquí. ^{[ d ]}

En la Tierra se encuentran de forma natural unos 338 nucleidos. Estos comprenden no solo los 286 primordiales, sino también unos 52 isótopos de vida más corta que son hijos de isótopos primordiales (como el radio del uranio ) o que se forman mediante procesos naturales energéticos, como el carbono-14 que se forma a partir del nitrógeno atmosférico por el bombardeo de rayos cósmicos .

Un número par de protones o neutrones es más estable (mayor energía de enlace ) debido a los efectos de apareamiento , por lo que los nucleidos par-par son mucho más estables que los impar-impar. Una consecuencia es que existen pocos nucleidos impar-impar estables: de hecho, solo cinco son estables, y otros cuatro tienen vidas medias superiores a mil millones de años.

Otro efecto es evitar la desintegración beta de muchos nucleidos par-par en otro nucleido par-par del mismo número másico pero de menor energía, porque la desintegración que procede paso a paso tendría que pasar por un nucleido impar-impar de mayor energía. ( La desintegración beta doble directamente de par-par a par-par, saltándose un nucleido impar-impar, es posible, pero está tan fuertemente obstaculizada que los casos conocidos tienen vidas medias mayores que 10 ⁸ veces la edad del universo ). Esto da como resultado un mayor número de nucleidos par-par estables, hasta tres para algunos números másicos , hasta siete para algunos números atómicos (de protones), con al menos cuatro para todos los elementos estables de Z par más allá del argón .

Dado que los núcleos con un número impar de protones son relativamente menos estables, los elementos con número impar tienden a tener menos isótopos estables. De los 26 elementos monoisotópicos (aquellos con un único isótopo estable), todos menos uno tienen un número atómico impar; la única excepción es el berilio . Además, ningún elemento con número impar tiene más de dos isótopos estables, mientras que todos los elementos con número par más pesados ​​que el carbono que poseen isótopos estables tienen al menos tres. Solo un elemento con número impar, el potasio , tiene tres isótopos primordiales y ninguno más.

Las siguientes tablas muestran los elementos con nucleidos primordiales (vida media del isótopo más estable > 10⁸ ^{años ). En la} página «Lista de nucleidos» se encuentra una lista de nucleidos ordenados por vida media .

Las tablas de elementos están ordenadas por número decreciente de nucleidos por elemento. Se indican los nucleidos estables e inestables, con los símbolos de los inestables en cursiva. Todos los isótopos primordiales de cada elemento se dan en orden de abundancia decreciente en la Tierra , independientemente de su estabilidad. ^{[ e ]} Por convención, los nucleidos se consideran "estables" si nunca se ha observado su desintegración mediante experimentos o a partir de la observación de productos de desintegración (de modo que los nucleidos inestables en teoría, como el tantalio-180m, se consideran estables).

La primera tabla corresponde a los elementos con número atómico par , que suelen tener muchos más nucleidos primordiales debido a la estabilidad que les confiere el apareamiento de protones. Se incluye una segunda tabla, independiente, para los elementos con número atómico impar, que suelen tener muchos menos nucleidos estables y de larga vida.

• Isla de estabilidad
• Isótopo §  Propiedades nucleares y estabilidad
• Lista de nucleidos
• Lista de nucleidos radiactivos según su vida media.
• nucleido primordial
• nucleido estable
• Relación de isótopos estables
• Tabla de nucleidos