Isotopes du cuivre

Le cuivre (Cu) possède 29 isotopes connus, de nombre de masse variant de 52 à 80, ainsi que sept isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, deux sont stables, ⁶³Cu et ⁶⁵Cu, et constituent l'ensemble du cuivre naturel dans une proportion d'environ 70/30. La masse atomique standard du cuivre est donc de 63,546(3) u.

Tableau des isotopes du Cu-63

Le plus stable des radioisotopes du cuivre est ⁶⁷Cu avec une demi-vie de 61,83 heures. Le moins stable est ⁵⁴Cu avec une demi-vie d'environ 75 ns. La plupart des radioisotopes ont une demi-vie inférieure à une minute. Les isotopes les plus légers, de nombre de masse entre 52 et 54 se désintègrent par émission de proton en isotopes du nickel, ceux entre 55 et 62 (plus légers que les isotopes stables) majoritairement par émission de positron (β⁺), en isotopes du nickel également, et ceux avec un nombre de masse supérieur à 65 (plus lourds que les isotopes stables) par radioactivité β⁻ en isotopes du zinc. ⁶⁴Cu se désintègre lui à la fois par radioactivité β⁺, β⁻, et par capture électronique[1].

⁶⁸Cu, ⁶⁹Cu, ⁷¹Cu, ⁷²Cu, et ⁷⁶Cu ont chacun un isomère métastable, ⁷⁰Cu en a deux. Le plus stable d'entre eux est ^68mCu avec une demi-vie de 3,75 minutes. Le moins stable est ^69mCu avec une demi-vie de 360 ns[1].

Isotopes notables

Cuivre naturel

Le cuivre naturel est constitué des deux isotopes stables ⁶³Cu et ⁶⁵Cu.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)	Gamme de variations
⁶³Cu	69,15 (15) %	68,983 - 69,338
⁶⁵Cu	30,85 (15) %	30,662 - 31,017

Cuivre 64

Le cuivre 64 (⁶⁴Cu) est l'isotope du cuivre dont le noyau est constitué de 29 protons et de 35 neutrons. Il possède une demi-vie de 12,701 ± 0,002 heures et se désintègre à 17,86 (± 0,14) % par émission de positron (β⁺) en ⁶⁴Ni, à 39,0 (± 0,3) % par radioactivité β⁻ en ⁶⁴Zn, à 43,075 (± 0,500) % par capture électronique en ⁶⁴Ni, et à 0,475 (± 0,010) % par rayonnement $γ$ /conversion interne. Ces émissions ont pour énergie 0,5787 (± 0,0009) et 0,6531 (± 0,0002) MeV respectivement pour les désintégrations β⁻ et β⁺ et 1,35477 (± 0,00016) MeV pour la désintégration gamma[2]. Ces propriétés de désintégrations uniques font que le cuivre 64 est utilisé en médecine nucléaire à la fois en imagerie et en thérapie.

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[3] - [n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration[3] - [n 1]	Isotope(s) fils[n 2]	Spin nucléaire
⁵²Cu	29	23	51,99718(28)#	<25ns	p	⁵¹Ni	(3+)#
⁵³Cu	29	24	52,98555(28)#	<300 ns	p	⁵²Ni	(3/2-)#
⁵⁴Cu	29	25	53,97671(23)#	<75 ns	p	⁵³Ni	(3+)#
⁵⁵Cu	29	26	54,96605(32)#	40# ms [>200 ns]	β⁺	⁵⁵Ni	3/2-#
⁵⁵Cu	29	26	54,96605(32)#	40# ms [>200 ns]	p	⁵⁴Ni	3/2-#
⁵⁶Cu	29	27	55,95856(15)#	93(3) ms	β⁺	⁵⁶Ni	(4+)
⁵⁷Cu	29	28	56,949211(17)	196,3(7) ms	β⁺	⁵⁷Ni	3/2-
⁵⁸Cu	29	29	57,9445385(17)	3,204(7) s	β⁺	⁵⁸Ni	1+
⁵⁹Cu	29	30	58,9394980(8)	81,5(5) s	β⁺	⁵⁹Ni	3/2-
⁶⁰Cu	29	31	59,9373650(18)	23,7(4) min	β⁺	⁶⁰Ni	2+
⁶¹Cu	29	32	60,9334578(11)	3,333(5) h	β⁺	⁶¹Ni	3/2-
⁶²Cu	29	33	61,932584(4)	9,673(8) min	β⁺	⁶²Ni	1+
⁶³Cu	29	34	62,9295975(6)	Stable			3/2-
⁶⁴Cu	29	35	63,9297642(6)	12,700(2) h	β⁺ (18 %)	⁶⁴Ni	1+
					β⁻ (39 %)	⁶⁴Zn
					CE (43 %)	⁶⁴Ni
⁶⁵Cu	29	36	64,9277895(7)	Stable			3/2-
⁶⁶Cu	29	37	65,9288688(7)	5,120(14) min	β⁻	⁶⁶Zn	1+
⁶⁷Cu	29	38	66,9277303(13)	61,83(12) h	β⁻	⁶⁷Zn	3/2-
⁶⁸Cu	29	39	67,9296109(17)	31,1(15) s	β⁻	⁶⁸Zn	1+
^68mCu	721,6(7) keV			3,75(5) min	TI (84 %)	⁶⁸Cu	(6-)
^68mCu	721,6(7) keV			3,75(5) min	β⁻ (16 %)	⁶⁸Zn	(6-)
⁶⁹Cu	29	40	68,9294293(15)	2,85(15) min	β⁻	⁶⁹Zn	3/2-
^69mCu	2741,8(10) keV			360(30) ns			(13/2+)
⁷⁰Cu	29	41	69,9323923(17)	44,5(2) s	β⁻	⁷⁰Zn	(6-)
^70m1Cu	101,1(3) keV			33(2) s	β⁻	⁷⁰Zn	(3-)
^70m2Cu	242,6(5) keV			6,6(2) s			1+
⁷¹Cu	29	42	70,9326768(16)	19,4(14) s	β⁻	⁷¹Zn	(3/2-)
^71mCu	2756(10) keV			271(13) ns			(19/2-)
⁷²Cu	29	43	71,9358203(15)	6,6(1) s	β⁻	⁷²Zn	(1+)
^72mCu	270(3) keV			1,76(3) µs			(4-)
⁷³Cu	29	44	72,936675(4)	4,2(3) s	β⁻ (>99,9 %)	⁷³Zn	(3/2-)
⁷³Cu	29	44	72,936675(4)	4,2(3) s	β⁻, n (<,1 %)	⁷²Zn	(3/2-)
⁷⁴Cu	29	45	73,939875(7)	1,594(10) s	β⁻	⁷⁴Zn	(1+,3+)
⁷⁵Cu	29	46	74,94190(105)	1,224(3) s	β⁻ (96,5 %)	⁷⁵Zn	(3/2-)#
⁷⁵Cu	29	46	74,94190(105)	1,224(3) s	β⁻, n (3,5 %)	⁷⁴Zn	(3/2-)#
⁷⁶Cu	29	47	75,945275(7)	641(6) ms	β⁻ (97 %)	⁷⁶Zn	(3,5)
⁷⁶Cu	29	47	75,945275(7)	641(6) ms	β⁻, n (3 %)	⁷⁵Zn	(3,5)
^76mCu	0(200)# keV			1,27(30) s	β⁻	⁷⁶Zn	(1,3)
⁷⁷Cu	29	48	76,94785(43)#	469(8) ms	β⁻	⁷⁷Zn	3/2-#
⁷⁸Cu	29	49	77,95196(43)#	342(11) ms	β⁻	⁷⁸Zn
⁷⁹Cu	29	50	78,95456(54)#	188(25) ms	β⁻, n (55 %)	⁷⁸Zn	3/2-#
⁷⁹Cu	29	50	78,95456(54)#	188(25) ms	β⁻ (45 %)	⁷⁹Zn	3/2-#
⁸⁰Cu	29	51	79,96087(64)#	100# ms [>300 ns]	β⁻	⁸⁰Zn

Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique.
Isotopes stables en gras, gras et italique ceux stables à notre échelle de temps.

Remarques

La précision de l'abondance isotopique et de la masse atomique est limitée par des variations. Les échelles de variations données sont normalement valables pour tout matériel terrestre normal.
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[4].
Masses des isotopes données par la Commission sur les Symboles, les Unités, la Nomenclature, les Masses atomiques et les Constantes fondamentales (SUNAMCO) de l'IUPAP.
Abondances isotopiques données par la Commission des Abondances isotopiques et des Poids atomiques de l'IUPAC.

Notes et références

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])
Monographie BIPM-5, Table of radionuclides, published in three volumes with accompanying comments: Table of contents Bé M.-M., Chisté V., Dulieu C., Browne E., Chechev V., Kuzmenko N., Helmer R., Nichols A., Schönfeld E., Dersch R., Vol. 1 (2004, 285 pp), Vol. 2 (2004, 282 pp) and Comments on the 2004 evaluation (Vols. 1-2) (2004, 474 pp); Bé M.-M., Chisté V., Dulieu C., Browne E., Baglin C., Chechev V., Kuzmenko N., Helmer R., Kondev F., MacMahon D., Lee K.B., Vol. 3 (2006, 210 pp) and Comments on the 2006 evaluation (Vol. 3) (2006, 186 pp).
(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 depuis les sources suivantes :
- (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 copper » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Tableau périodique des isotopes

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