Isotopes de l'ytterbium

L'ytterbium (Yb, numéro atomique 70) naturel est composé de 7 isotopes stables, ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, et ¹⁷⁶Yb, avec ¹⁷⁴Yb le plus abondant (31,83% d'abondance naturelle). Vingt-sept radioisotopes ont été caractérisés, dont les plus stables sont ¹⁶⁹Yb qui a une demi-vie de 32,026 jours, ¹⁷⁵Yb (4,185 j) et ¹⁶⁶Yb (56,7 heures). Tous les autres isotopes radioactifs ont des demi-vie de moins de 2 h. On connaît à cet élément 12 isotopes métastables, dont le plus stable est ^169mYb (t_1/2 = 46 s).

Les isotopes de l'ytterbium ont une masse atomique allant de 147,967 u (¹⁴⁸Yb) à 180,9562 u (¹⁸¹Yb). Les principaux produits de désintégration avant ¹⁷⁴Yb sont des isotopes du thulium, et les principaux produits après sont des isotopes du lutécium.

En optique quantique, les différents isotopes de l'ytterbium suivent soit une statistique de Bose-Einstein, soit une statistique de Fermi-Dirac, ce qui induit un comportement intéressant en réseaux optiques.

Masse atomique standard : 173,045(10) u[1].

Ytterbium naturel

L'ytterbium naturel est composé des sept isotopes stables ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷¹Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷³Yb, ¹⁷⁴Yb, et ¹⁷⁶Yb, tous soupçonnés d'être très faiblement radioactifs. On peut trouver également des traces infimes de ¹⁸²Yb (très instable), produit de désintégration par fission spontanée de ²³²Th, mais ces traces sont non quantifiables : c'est une voie de désintégration extrêmement minoritaire.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁶⁸Yb	0,13 (1) %
¹⁷⁰Yb	3,04 (15) %
¹⁷¹Yb	14,28 (57) %
¹⁷²Yb	21,83 (67) %
¹⁷³Yb	16,13 (27) %
¹⁷⁴Yb	31,83 (92) %
¹⁷⁶Yb	12,76 (41) %

Table

symbole du nuclédie	Z(p)	N(n)	masse isotopique (u)	demi-vie	Modes de désintégration[2] - [n 1]	isotope(s) fils	spin nucléaire
symbole du nuclédie	énergie d'excitation			demi-vie	Modes de désintégration[2] - [n 1]	isotope(s) fils	spin nucléaire
¹⁴⁸Yb	70	78	147,96742(64)#	250# ms	β⁺	¹⁴⁸Tm	0+
¹⁴⁹Yb	70	79	148,96404(54)#	0,7(2) s	β⁺	¹⁴⁹Tm	(1/2+,3/2+)
¹⁵⁰Yb	70	80	149,95842(43)#	700# ms [>200 ns]	β⁺	¹⁵⁰Tm	0+
¹⁵¹Yb	70	81	150,95540(32)	1,6(5) s	β⁺	¹⁵¹Tm	(1/2+)
¹⁵¹Yb	70	81	150,95540(32)	1,6(5) s	β⁺, p (rare)	¹⁵⁰Er	(1/2+)
^151m1Yb	750(100)# keV			1,6(5) s	β⁺	¹⁵¹Tm	(11/2−)
^151m1Yb	750(100)# keV			1,6(5) s	β⁺, p (rare)	¹⁵⁰Er	(11/2−)
^151m2Yb	1790(500)# keV			2,6(7) µs	19/2−#
^151m3Yb	2450(500)# keV			20(1) µs	27/2−#
¹⁵²Yb	70	82	151,95029(22)	3,04(6) s	β⁺	¹⁵²Tm	0+
¹⁵²Yb	70	82	151,95029(22)	3,04(6) s	β⁺, p (rare)	¹⁵¹Er	0+
¹⁵³Yb	70	83	152,94948(21)#	4,2(2) s	α (50 %)	¹⁴⁹Er	7/2−#
					β⁺ (50 %)	¹⁵³Tm
					β⁺, p (0,008%)	¹⁵²Er
^153mYb	2700(100) keV			15(1) µs	(27/2−)
¹⁵⁴Yb	70	84	153,946394(19)	0,409(2) s	α (92,8 %)	¹⁵⁰Er	0+
¹⁵⁴Yb	70	84	153,946394(19)	0,409(2) s	β⁺ (7,119 %)	¹⁵⁴Tm	0+
¹⁵⁵Yb	70	85	154,945782(18)	1,793(19) s	α (89 %)	¹⁵¹Er	(7/2−)
¹⁵⁵Yb	70	85	154,945782(18)	1,793(19) s	β⁺ (11 %)	¹⁵⁵Tm	(7/2−)
¹⁵⁶Yb	70	86	155,942818(12)	26,1(7) s	β⁺ (90 %)	¹⁵⁶Tm	0+
¹⁵⁶Yb	70	86	155,942818(12)	26,1(7) s	α (10 %)	¹⁵²Er	0+
¹⁵⁷Yb	70	87	156,942628(11)	38,6(10) s	β⁺ (99,5 %)	¹⁵⁷Tm	7/2−
¹⁵⁷Yb	70	87	156,942628(11)	38,6(10) s	α (0,5 %)	¹⁵³Er	7/2−
¹⁵⁸Yb	70	88	157,939866(9)	1,49(13) min	β⁺ (99,99 %)	¹⁵⁸Tm	0+
¹⁵⁸Yb	70	88	157,939866(9)	1,49(13) min	α (0,0021 %)	¹⁵⁴Er	0+
¹⁵⁹Yb	70	89	158,94005(2)	1,67(9) min	β⁺	¹⁵⁹Tm	5/2(−)
¹⁶⁰Yb	70	90	159,937552(18)	4,8(2) min	β⁺	¹⁶⁰Tm	0+
¹⁶¹Yb	70	91	160,937902(17)	4,2(2) min	β⁺	¹⁶¹Tm	3/2−
¹⁶²Yb	70	92	161,935768(17)	18,87(19) min	β⁺	¹⁶²Tm	0+
¹⁶³Yb	70	93	162,936334(17)	11,05(25) min	β⁺	¹⁶³Tm	3/2−
¹⁶⁴Yb	70	94	163,934489(17)	75,8(17) min	CE	¹⁶⁴Tm	0+
¹⁶⁵Yb	70	95	164,93528(3)	9,9(3) min	β⁺	¹⁶⁵Tm	5/2−
¹⁶⁶Yb	70	96	165,933882(9)	56,7(1) h	CE	¹⁶⁶Tm	0+
¹⁶⁷Yb	70	97	166,934950(5)	17,5(2) min	β⁺	¹⁶⁷Tm	5/2−
¹⁶⁸Yb	70	98	167,933897(5)	Observé stable[n 2]			0+
¹⁶⁹Yb	70	99	168,935190(5)	32,026(5) j	CE	¹⁶⁹Tm	7/2+
^169mYb	24,199(3) keV			46(2) s	TI	¹⁶⁹Yb	1/2−
¹⁷⁰Yb	70	100	169,9347618(26)	Observé stable[n 3]			0+
^170mYb	1258,46(14) keV			370(15) ns			4−
¹⁷¹Yb	70	101	170,9363258(26)	Observé stable[n 4]			1/2−
^171m1Yb	95,282(2) keV			5,25(24) ms	TI	¹⁷¹Yb	7/2+
^171m2Yb	122,416(2) keV			265(20) ns			5/2−
¹⁷²Yb	70	102	171,9363815(26)	Observé stable			0+
¹⁷³Yb	70	103	172,9382108(26)	Observé stable[n 5]			5/2−
^173mYb	398,9(5) keV			2,9(1) µs			1/2−
¹⁷⁴Yb	70	104	173,9388621(26)	Observé stable[n 6]			0+
¹⁷⁵Yb	70	105	174,9412765(26)	4,185(1) d	β⁻	¹⁷⁵Lu	7/2−
^175mYb	514,865(4) keV			68,2(3) ms			1/2−
¹⁷⁶Yb	70	106	175,9425717(28)	Observé stable[n 7]			0+
^176mYb	1050,0(3) keV			11,4(3) s	(8)−
¹⁷⁷Yb	70	107	176,9452608(28)	1,911(3) h	β⁻	¹⁷⁷Lu	(9/2+)
^177mYb	331,5(3) keV			6,41(2) s	TI	¹⁷⁷Yb	(1/2−)
¹⁷⁸Yb	70	108	177,946647(11)	74(3) min	β⁻	¹⁷⁸Lu	0+
¹⁷⁹Yb	70	109	178,95017(32)#	8,0(4) min	β⁻	¹⁷⁹Lu	(1/2−)
¹⁸⁰Yb	70	110	179,95233(43)#	2,4(5) min	β⁻	¹⁸⁰Lu	0+
¹⁸¹Yb	70	111	180,95615(43)#	1# min	β⁻	¹⁸¹Lu	3/2−#
¹⁸²Yb[n 8]	70	112

Abréviations:
CE: capture électronique
TI : transition isomérique
On suppose une désintégration α vers ¹⁶⁴Er ou 2β⁺ vers ¹⁶⁸Er, avec une demi-vie supérieure à 130×10¹² ans
On suppose l'existence d'une désintégration alpha vers ¹⁶⁶Er.
On suppose l'existence d'une désintégration alpha vers ¹⁶⁷Er.
On suppose l'existence d'une désintégration alpha vers ¹⁶⁹Er.
On suppose l'existence d'une désintégration alpha vers ¹⁷⁰Er.
On suppose l'existence d'une désintégration alpha vers ¹⁷²Er ou 2β⁻ vers ¹⁷⁶Hf avec une demi-vie supérieure à 160×10¹⁵ ans
.
Produit de désintégration du thorium 232.

Notes

Des échantillons géologiques exceptionnels sont connus pour lesquels la composition isotopique se trouve en dehors de la plage donnée. L'incertitude sur la masse atomique peut excéder la valeur donnée pour de tels spécimens.
Les valeurs notées # ne viennent pas uniquement de données expérimentales, mais sont au moins partiellement extrapolées à partir de tendances observées. Les spins dont la détermination est fragile sont entre parenthèses.
Les incertitudes sont données en forme courte entre parenthèses après les derniers chiffres significatifs correspondant. Les valeurs d'incertitude sont données pour un écart-type, sauf pour la composition isotopique et la masse atomique standard venant de l'IUPAC, qui utilise les incertitudes étendues.

Références

Standard Atomic Weights 2015 – CIAAW.
« Universal Nuclide Chart » , nucleonica.

Masses isotopiques venant de :
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et 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 issues de :
- 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)
- 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, spin, et données sur les isomères issues des sources suivantes :
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillonn, « 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])
- 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

Voir aussi

Tableau périodique des isotopes

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