Isotopes de l'erbium

L'erbium (Er, numéro atomique 68) possède 36 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 142 et 177, ainsi que 13 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, six sont stables, ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁷Er, ¹⁶⁸Er et ¹⁷⁰Er ; ils représentent la totalité de l'erbium naturel. Comme tous les éléments plus lourds que le zirconium, l'erbium est théoriquement instable, et tous ses isotopes stables sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant par émission α en isotopes du dysprosium correspondants. On attribue à l'erbium une masse atomique standard de 167,259(3) u.

Parmi les radioisotopes artificiels caractérisés, les plus stables sont ¹⁶⁹Er (demi-vie de 9,392 jours), ¹⁷²Er (49,3 heures), ¹⁶⁰Er (28,58 heures), ¹⁶⁵Er (10,36 heures), ¹⁷¹Er (7,516 heures), ¹⁶¹Er (3,21 heures) et ¹⁵⁸Hf (2,29 heures). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à une heure, et la plupart inférieure à une minute.

Parmi les isomères nucléaires, les plus stables sont ^149m1Er (t_* de 8,9 secondes) et ^167mEr (t_* de 2,269 secondes).

Les radioisotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes de l'holmium, à l'exception d'un groupe de quatre isotopes (¹⁵²Er à ¹⁵⁵Er) qui se désintègre également (voire majoritairement) par émission α en isotopes du dysprosium. ¹⁵⁸Er, ¹⁶⁰Er et ¹⁶⁵Er font également exception en se désintégrant eux par capture électronique, également en isotopes l'holmium. Les radioisotopes plus lourds que les isotopes stables se désintègrent tous par désintégration β⁻ en isotopes du thulium.

Erbium naturel

L'erbium naturel est composé des six isotopes stables ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er (majoritaire), ¹⁶⁷Er, ¹⁶⁸Er et ¹⁷⁰Er.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁶²Er	0,139 (5) %
¹⁶⁴Er	1,601 (3) %
¹⁶⁶Er	33,503 (36) %
¹⁶⁷Er	22,869 (9) %
¹⁶⁸Er	26,978 (18) %
¹⁷⁰Er	14,910 (36) %

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[1] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie[n 1]	Mode(s) de désintégration[1] - [n 2]	Isotope(s)-fils[n 3]	Spin nucléaire
¹⁴²Er	68	74	141,97231(47)#				0+
¹⁴³Er	68	75	142,96634(64)#	200# ms			9/2−#
¹⁴⁴Er	68	76	143,96038(43)#	400# ms [>200 ns]	β⁺	¹⁴⁴Ho	0+
¹⁴⁵Er	68	77	144,95739(43)#	900(300) ms	β⁺	¹⁴⁵Ho	1/2+#
¹⁴⁵Er	68	77	144,95739(43)#	900(300) ms	β⁺, p (rare)	¹⁴⁴Dy	1/2+#
¹⁴⁶Er	68	78	145,95200(32)#	1,7(6) s	β⁺	¹⁴⁶Ho	0+
¹⁴⁶Er	68	78	145,95200(32)#	1,7(6) s	β⁺, p	¹⁴⁵Dy	0+
¹⁴⁷Er	68	79	146,94949(32)#	~2,5 s	β⁺	¹⁴⁷Ho	(1/2+)
¹⁴⁷Er	68	79	146,94949(32)#	~2,5 s	β⁺, p	¹⁴⁶Dy	(1/2+)
^147mEr	100(50)# keV			2,5(2) s	β⁺	¹⁴⁷Ho	(11/2−)
¹⁴⁸Er	68	80	147,94455(21)#	4,6(2) s	β⁺ (99,85 %)	¹⁴⁸Ho	0+
¹⁴⁸Er	68	80	147,94455(21)#	4,6(2) s	β⁺, p (0,15 %)	¹⁴⁷Dy	0+
¹⁴⁹Er	68	81	148,94231(3)	4(2) s	β⁺ (93 %)	¹⁴⁹Ho	(1/2+)
¹⁴⁹Er	68	81	148,94231(3)	4(2) s	β⁺, p (7 %)	¹⁴⁸Dy	(1/2+)
^149m1Er	741,8(2) keV			8,9(2) s	β⁺ (96,5 %)	¹⁴⁹Ho	(11/2−)
					TI (3,5 %)	¹⁴⁹Er
					β⁺, p (0,18 %)	¹⁴⁸Dy
^149m2Er	2611,1(3) keV			0,61(8) µs			(19/2+)
^149m3Er	3242,7+X keV			4,8(1) µs			(27/2−)
¹⁵⁰Er	68	82	149,937914(18)	18,5(7) s	β⁺	¹⁵⁰Ho	0+
¹⁵¹Er	68	83	150,937449(18)	23,5(13) s	β⁺	¹⁵¹Ho	(7/2−)
^151m1Er	2585,5(6) keV			580(20) ms	TI (95,3 %)	¹⁵¹Er	(27/2−)
^151m1Er	2585,5(6) keV			580(20) ms	β⁺ (4,7 %)	¹⁵¹Ho	(27/2−)
^151m2Er	10286+X keV			0,42(5) µs			(67/2,69/2,71/2)
¹⁵²Er	68	84	151,935050(11)	10,3(1) s	α (90 %)	¹⁴⁸Dy	0+
¹⁵²Er	68	84	151,935050(11)	10,3(1) s	β⁺ (10 %)	¹⁵²Ho	0+
¹⁵³Er	68	85	152,935063(9)	37,1(2) s	α (53 %)	¹⁴⁹Dy	7/2(−)
¹⁵³Er	68	85	152,935063(9)	37,1(2) s	β⁺ (47 %)	¹⁵³Ho	7/2(−)
¹⁵⁴Er	68	86	153,932783(6)	3,73(9) min	β⁺ (99,53 %)	¹⁵⁴Ho	0+
¹⁵⁴Er	68	86	153,932783(6)	3,73(9) min	α (0,47 %)	¹⁵⁰Dy	0+
¹⁵⁵Er	68	87	154,933209(7)	5,3(3) min	β⁺ (99,98 %)	¹⁵⁵Ho	7/2−
¹⁵⁵Er	68	87	154,933209(7)	5,3(3) min	α (0,022 %)	¹⁵¹Dy	7/2−
¹⁵⁶Er	68	88	155,931065(26)	19,5(10) min	β⁺	¹⁵⁶Ho	0+
¹⁵⁷Er	68	89	156,93192(3)	18,65(10) min	β⁺	¹⁵⁷Ho	3/2−
^157mEr	155,4(3) keV			76(6) ms	TI	¹⁵⁷Er	(9/2+)
¹⁵⁸Er	68	90	157,929893(27)	2,29(6) h	CE	¹⁵⁸Ho	0+
¹⁵⁹Er	68	91	158,930684(5)	36(1) min	β⁺	¹⁵⁹Ho	3/2−
^159m1Er	182,602(24) keV			337(14) ns			9/2+
^159m2Er	429,05(3) keV			590(60) ns			11/2−
¹⁶⁰Er	68	92	159,929083(26)	28,58(9) h	CE	¹⁶⁰Ho	0+
¹⁶¹Er	68	93	160,929995(10)	3,21(3) h	β⁺	¹⁶¹Ho	3/2−
^161mEr	396,44(4) keV			7,5(7) µs			11/2−
¹⁶²Er	68	94	161,928778(4)	Observé stable[n 4]			0+
¹⁶³Er	68	95	162,930033(6)	75,0(4) min	β⁺	¹⁶³Ho	5/2−
^163mEr	445,5(6) keV			580(100) ns			(11/2−)
¹⁶⁴Er	68	96	163,929200(3)	Observé stable[n 5]			0+
¹⁶⁵Er	68	97	164,930726(3)	10,36(4) h	CE	¹⁶⁵Ho	5/2−
¹⁶⁶Er	68	98	165,9302931(27)	Observé stable[n 6]			0+
¹⁶⁷Er	68	99	166,9320482(27)	Observé stable[n 7]			7/2+
^167mEr	207,801(5) keV			2,269(6) s	TI	¹⁶⁷Er	1/2−
¹⁶⁸Er	68	100	167,9323702(27)	Observé stable[n 8]			0+
¹⁶⁹Er	68	101	168,9345904(27)	9,392(18) j	β⁻	¹⁶⁹Tm	1/2−
¹⁷⁰Er	68	102	169,9354643(30)	Observé stable[n 9]			0+
¹⁷¹Er	68	103	170,9380298(30)	7,516(2) h	β⁻	¹⁷¹Tm	5/2−
^171mEr	198,6(1) keV			210(10) ns			1/2−
¹⁷²Er	68	104	171,939356(5)	49,3(3) h	β⁻	¹⁷²Tm	0+
¹⁷³Er	68	105	172,94240(21)#	1,434(17) min	β⁻	¹⁷³Tm	(7/2−)
¹⁷⁴Er	68	106	173,94423(32)#	3,2(2) min	β⁻	¹⁷⁴Tm	0+
¹⁷⁵Er	68	107	174,94777(43)#	1,2(3) min	β⁻	¹⁷⁵Tm	(9/2+)
¹⁷⁶Er	68	108	175,95008(43)#	20# s	β⁻	¹⁷⁶Tm	0+
¹⁷⁷Er	68	109	176,95405(54)#	3# s	β⁻	¹⁷⁷Tm	1/2−#

En gras pour les isotopes avec des demi-vies plus grandes que l'âge de l'univers (presque stables).
Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique.
Isotopes stables en gras.
Soupçonné de se désintégrer par radiation α en ¹⁵⁸Dy ou β⁺β⁺ en ¹⁶²Dy avec une demi-vie supérieure à 140×10¹² années.
Soupçonné de se désintégrer par radiation α en ¹⁶⁰Dy ou β⁺β⁺ en ¹⁶⁴Dy
Soupçonné de se désintégrer par radiation α en ¹⁶²Dy
Soupçonné de se désintégrer par radiation α en ¹⁶³Dy
Soupçonné de se désintégrer par radiation α en ¹⁶⁴Dy
Soupçonné de se désintégrer par radiation α en ¹⁶⁶Dy ou par radiation β⁻β⁻ en ¹⁷⁰Yb avec une demi-vie supérieure à 320×10¹⁵ années.

Remarques

L'évaluation de la composition isotopique est valable pour la plupart des échantillons commerciaux, mais pas pour tous.
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.

Références

(en) Universal Nuclide Chart

Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics 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 and 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-vie, spin et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics 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

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Tableau périodique des isotopes

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