Isotopes de l'arsenic

L'arsenic (As) possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant de 60 à 92, ainsi qu'au moins 10 isomères nucléaires. Seul un de ces isotopes, ⁷⁵As, est stable, faisant donc de l'arsenic un élément monoisotopique. Cet isotope étant également le seul présent dans la nature, l'arsenic est donc également un élément mononucléidique. Sa masse atomique est de 74,921 60(2) u.

Les radioisotopes de l'arsenic les plus stables sont ⁷³As, avec une demi-vie de 80 jours, suivi de ⁷⁴As (17,7 jours) et ⁷⁶As (1 jour). ⁷⁸As a une demi-vie de 90 minutes, mais tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 1 heure, et la plupart inférieure à 1 minute.

Les quatre radioisotopes les plus légers se désintègrent par émission de proton en isotopes du germanium. Les autres radioisotopes plus légers que ⁷⁵As, par émission de positron (β⁺), à l'exception de ⁷³As qui se désintègre par capture électronique, tous en isotopes du germanium également. Les radioisotopes lourds se désintègrent eux principalement par radioactitivité β⁻, en isotopes du sélénium.

L'arsenic a été proposé comme matériau pour les bombes salées (comme le cobalt). Une coquille d'⁷⁵As, irradiée par le flux intense de neutrons à haute énergie résultant de l'explosion d'une bombe thermonucléaire, serait transmuté en radioisotope ⁷⁶As avec une demi-vie de 1,077 8 jour, produisant environ 1,13 MeV de radiation gamma, augmentant ainsi significativement les retombées radioactives de l'arme pendant plusieurs heures. Une telle arme n'a cependant jamais été construite, testée, et encore moins utilisée.

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[1] - [n 1]	Isotope(s)-fils[n 2]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration[1] - [n 1]	Isotope(s)-fils[n 2]	Spin nucléaire
⁶⁰As	33	27	59,99313(64)#		p	⁵⁹Ge	5+#
⁶¹As	33	28	60,98062(64)#		p	⁶⁰Ge	3/2-#
⁶²As	33	29	61,97320(32)#		p	⁶¹Ge	1+#
⁶³As	33	30	62,96369(54)#		p	⁶²Ge	(3/2-)#
⁶⁴As	33	31	63,95757(38)#	40(30) ms [18(+43-7) ms]	β⁺	⁶⁴Ge	0+#
⁶⁵As	33	32	64,94956(32)#	170(30) ms	β⁺	⁶⁵Ge	3/2-#
⁶⁶As	33	33	65,94471(73)	95,77(23) ms	β⁺	⁶⁶Ge	(0+)
^66m1As	1356,70(17) keV			1,1(1) µs			(5+)
^66m2As	3023,9(3) keV			8,2(5) µs			(9+)
⁶⁷As	33	34	66,93919(11)	42,5(12) s	β⁺	⁶⁷Ge	(5/2-)
⁶⁸As	33	35	67,93677(5)	151,6(8) s	β⁺	⁶⁸Ge	3+
^68mAs	425,21(16) keV			111(20) ns [?107(+23-16) ns]			1+
⁶⁹As	33	36	68,93227(3)	15,2(2) min	β⁺	⁶⁹Ge	5/2-
⁷⁰As	33	37	69,93092(5)	52,6(3) min	β⁺	⁷⁰Ge	4(+#)
^70mAs	32,008(23) keV			96(3) µs			2(+)
⁷¹As	33	38	70,927112(5)	65,28(15) h	β⁺	⁷¹Ge	5/2-
⁷²As	33	39	71,926752(5)	26,0(1) h	β⁺	⁷²Ge	2-
⁷³As	33	40	72,923825(4)	80,30(6) j	CE	⁷³Ge	3/2-
⁷⁴As	33	41	73,9239287(25)	17,77(2) j	β⁺ (66 %)	⁷⁴Ge	2-
⁷⁴As	33	41	73,9239287(25)	17,77(2) j	β⁻ (34 %)	⁷⁴Se	2-
⁷⁵As	33	42	74,9215965(20)	Stable			3/2-
^75mAs	303,9241(7) keV			17,62(23) ms			9/2+
⁷⁶As	33	43	75,922394(2)	1,0942(7) j	β⁻ (99,98 %)	⁷⁶Se	2-
⁷⁶As	33	43	75,922394(2)	1,0942(7) j	CE (0,02 %)	⁷⁶Ge	2-
^76mAs	44,425(1) keV			1,84(6) µs			(1)+
⁷⁷As	33	44	76,9206473(25)	38,83(5) h	β⁻	^77mSe	3/2-
^77mAs	475,443(16) keV			114,0(25) µs			9/2+
⁷⁸As	33	45	77,921827(11)	90,7(2) min	β⁻	⁷⁸Se	2-
⁷⁹As	33	46	78,920948(6)	9,01(15) min	β⁻	^79mSe	3/2-
^79mAs	772,81(6) keV			1,21(1) µs			(9/2)+
⁸⁰As	33	47	79,922534(25)	15,2(2) s	β⁻	⁸⁰Se	1+
⁸¹As	33	48	80,922132(6)	33,3(8) s	β⁻	^81mSe	3/2-
⁸²As	33	49	81,92450(21)	19,1(5) s	β⁻	⁸²Se	(1+)
^82mAs	250(200) keV			13,6(4) s	β⁻	⁸²Se	(5-)
⁸³As	33	50	82,92498(24)	13,4(3) s	β⁻	^83mSe	3/2-#
⁸⁴As	33	51	83,92906(32)#	4,02(3) s	β⁻ (99,721 %)	⁸⁴Se	(3)(+#)
⁸⁴As	33	51	83,92906(32)#	4,02(3) s	β⁻, n (0,029 %)	⁸³Se	(3)(+#)
^84mAs	0(100)# keV			650(150) ms
⁸⁵As	33	52	84,93202(21)#	2,021(10) s	β⁻, n (59,4 %)	⁸⁴Se	(3/2-)#
⁸⁵As	33	52	84,93202(21)#	2,021(10) s	β⁻ (40,6 %)	⁸⁵Se	(3/2-)#
⁸⁶As	33	53	85,93650(32)#	0,945(8) s	β⁻ (67 %)	⁸⁶Se
⁸⁶As	33	53	85,93650(32)#	0,945(8) s	β⁻, n (33 %)	⁸⁵Se
⁸⁷As	33	54	86,93990(32)#	0,56(8) s	β⁻ (84,6 %)	⁸⁷Se	3/2-#
⁸⁷As	33	54	86,93990(32)#	0,56(8) s	β⁻, n (15,4 %)	⁸⁶Se	3/2-#
⁸⁸As	33	55	87,94494(54)#	300# ms [>300 ns]	β⁻	⁸⁸Se
⁸⁸As	33	55	87,94494(54)#	300# ms [>300 ns]	β⁻, n	⁸⁷Se
⁸⁹As	33	56	88,94939(54)#	200# ms [>300 ns]	β⁻	⁸⁹Se	3/2-#
⁹⁰As	33	57	89,95550(86)#	80# ms [>300 ns]
⁹¹As	33	58	90,96043(97)#	50# ms [>300 ns]			3/2-#
⁹²As	33	59	91,96680(97)#	30# ms [>300 ns]

Abréviation :
CE : capture électronique.
Isotopes stables en gras, en gras et italique ceux stables à notre échelle de temps.

Remarques

Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent des incertitudes élargies[2].

Notes et références

(en)Universal Nuclide Chart
(en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le 16 septembre 2010)

Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
- (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
- (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of arsenic » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Tableau périodique des isotopes

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