Isotopes du lanthane

Le lanthane (La, numéro atomique 57) possède 39 isotopes connus, de nombre de masse variant de 117 à 155, ainsi que 12 isomères nucléaires. Seul ¹³⁹La est stable, faisant du lanthane un élément monoisotopique. Cet isotope co-existe cependant dans la nature avec un radioisotope à longue période, ¹³⁸La (demi-vie de 102 milliards d'années), ce qui fait que le lanthane n'est pas un élément mononucléidique. On attribue au lanthane une masse atomique standard de 138,905 47(7) u.

Outre ¹³⁸La, les radioisotopes à plus longue demi-vie sont ¹³⁷La (600 000 ans) et ¹⁴⁰La (1,678 1 jours). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à un jour, et la plupart inférieure à une minute.

Parmi les isomères nucléaires celui à la plus longue demi-vie est ^132mLa (24,3 minutes).

Les isotopes les plus légers se désintègrent principalement par émission de positron (désintégration β⁺) en isotopes du baryum. ¹³⁷La et ¹³⁸La font exception, le premier se désintégrant par capture électronique en ¹³⁷Ba, le second se désintégrant dans un ratio de 2 pour 1 soit par émission de positron en ¹³⁸Ba, soit par désintégration β⁻ en ¹³⁸Ce. Les isotopes les plus lourds se désintègrent eux tous par désintégration β⁻ en isotopes du cérium.

Lanthane naturel

Le lanthane naturel est constitué de l'isotope stable ¹³⁹La (ultra-majoritaire) et du radioisotope primordial ¹³⁸La à demi-vie (102 milliards d'années) supérieure à l'âge de l'univers.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹³⁸La	0,090 (1) %
¹³⁹La	99,910 (1) %

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
¹¹⁷La	57	60	116,95007(43)#	23,5(26) ms	β⁺	¹¹⁷Ba	(3/2+,3/2−)
¹¹⁷La	57	60	116,95007(43)#	23,5(26) ms	p	¹¹⁶Ba	(3/2+,3/2−)
^117mLa	151(12) keV			10(5) ms			(9/2+)
¹¹⁸La	57	61	117,94673(32)#	200# ms	β⁺	¹¹⁸Ba
¹¹⁹La	57	62	118,94099(43)#	1# s	β⁺	¹¹⁹Ba	11/2−#
¹²⁰La	57	63	119,93807(54)#	2,8(2) s	β⁺	¹²⁰Ba
¹²⁰La	57	63	119,93807(54)#	2,8(2) s	β⁺, p	¹¹⁹Cs
¹²¹La	57	64	120,93301(54)#	5,3(2) s	β⁺	¹²¹Ba	11/2−#
¹²¹La	57	64	120,93301(54)#	5,3(2) s	β⁺, p	¹²⁰Cs	11/2−#
¹²²La	57	65	121,93071(32)#	8,6(5) s	β⁺	¹²²Ba
¹²²La	57	65	121,93071(32)#	8,6(5) s	β⁺, p	¹²¹Cs
¹²³La	57	66	122,92624(21)#	17(3) s	β⁺	¹²³Ba	11/2−#
¹²⁴La	57	67	123,92457(6)	29,21(17) s	β⁺	¹²⁴Ba	(7−,8−)
^124mLa	100(100)# keV			21(4) s			low(+#)
¹²⁵La	57	68	124,920816(28)	64,8(12) s	β⁺	¹²⁵Ba	(11/2−)
^125mLa	107,0(10) keV			390(40) ms			(3/2+)
¹²⁶La	57	69	125,91951(10)	54(2) s	β⁺	¹²⁶Ba	(5)(+#)
^126mLa	210(410) keV			20(20) s			(0−,1−,2−)
¹²⁷La	57	70	126,916375(28)	5,1(1) min	β⁺	¹²⁷Ba	(11/2−)
^127mLa	14,8(12) keV			3,7(4) min	β⁺	¹²⁷Ba	(3/2+)
^127mLa	14,8(12) keV			3,7(4) min	TI	¹²⁷La	(3/2+)
¹²⁸La	57	71	127,91559(6)	5,18(14) min	β⁺	¹²⁸Ba	(5+)
^128mLa	100(100)# keV			<1,4 min	TI	¹²⁸La	(1+,2−)
¹²⁹La	57	72	128,912693(22)	11,6(2) min	β⁺	¹²⁹Ba	3/2+
^129mLa	172,1(4) keV			560(50) ms	TI	¹²⁹La	11/2−
¹³⁰La	57	73	129,912369(28)	8,7(1) min	β⁺	¹³⁰Ba	3(+)
¹³¹La	57	74	130,91007(3)	59(2) min	β⁺	¹³¹Ba	3/2+
^131mLa	304,52(24) keV			170(10) µs			11/2−
¹³²La	57	75	131,91010(4)	4,8(2) h	β⁺	¹³²Ba	2−
^132mLa	188,18(11) keV			24,3(5) min	TI (76%)	¹³²La	6−
^132mLa	188,18(11) keV			24,3(5) min	β⁺ (24%)	¹³²Ba	6−
¹³³La	57	76	132,90822(3)	3,912(8) h	β⁺	¹³³Ba	5/2+
¹³⁴La	57	77	133,908514(21)	6,45(16) min	β⁺	¹³⁴Ba	1+
¹³⁵La	57	78	134,906977(11)	19,5(2) h	β⁺	¹³⁵Ba	5/2+
¹³⁶La	57	79	135,90764(6)	9,87(3) min	β⁺	¹³⁶Ba	1+
^136mLa	255(9) keV			114(3) ms	TI	¹³⁶La	(8)(−#)
¹³⁷La	57	80	136,906494(14)	6(2)×10⁴ a	CE	¹³⁷Ba	7/2+
¹³⁸La[n 4]	57	81	137,907112(4)	1,02(1)×10¹¹ a	β⁺ (66,4%)	¹³⁸Ba	5+
¹³⁸La[n 4]	57	81	137,907112(4)	1,02(1)×10¹¹ a	β⁻ (33,6%)	¹³⁸Ce	5+
^138mLa	72,57(3) keV			116(5) ns			(3)+
¹³⁹La[n 5]	57	82	138,9063533(26)	Stable[n 6]			7/2+
¹⁴⁰La[n 5]	57	83	139,9094776(26)	1,6781(3) j	β⁻	¹⁴⁰Ce	3−
¹⁴¹La	57	84	140,910962(5)	3,92(3) h	β⁻	¹⁴¹Ce	(7/2+)
¹⁴²La	57	85	141,914079(6)	91,1(5) min	β⁻	¹⁴²Ce	2−
¹⁴³La	57	86	142,916063(17)	14,2(1) min	β⁻	¹⁴³Ce	(7/2)+
¹⁴⁴La	57	87	143,91960(5)	40,8(4) s	β⁻	¹⁴⁴Ce	(3−)
¹⁴⁵La	57	88	144,92165(10)	24,8(20) s	β⁻	¹⁴⁵Ce	(5/2+)
¹⁴⁶La	57	89	145,92579(8)	6,27(10) s	β⁻ (99,99%)	¹⁴⁶Ce	2−
¹⁴⁶La	57	89	145,92579(8)	6,27(10) s	β⁻, n (0,007%)	¹⁴⁵Ce	2−
^146mLa	130(130) keV			10,0(1) s	β⁻	¹⁴⁶Ce	(6−)
¹⁴⁷La	57	90	146,92824(5)	4,015(8) s	β⁻ (99,96%)	¹⁴⁷Ce	(5/2+)
¹⁴⁷La	57	90	146,92824(5)	4,015(8) s	β⁻, n (0,04%)	¹⁴⁶Ce	(5/2+)
¹⁴⁸La	57	91	147,93223(6)	1,26(8) s	β⁻ (99,85%)	¹⁴⁸Ce	(2−)
¹⁴⁸La	57	91	147,93223(6)	1,26(8) s	β⁻, n (0,15%)	¹⁴⁷Ce	(2−)
¹⁴⁹La	57	92	148,93473(34)#	1,05(3) s	β⁻ (98,6%)	¹⁴⁹Ce	5/2+#
¹⁴⁹La	57	92	148,93473(34)#	1,05(3) s	β⁻, n (1,4%)	¹⁴⁸Ce	5/2+#
¹⁵⁰La	57	93	149,93877(43)#	510(30) ms	β⁻ (97,3%)	¹⁵⁰Ce	(3+)
¹⁵⁰La	57	93	149,93877(43)#	510(30) ms	β⁻, n (2,7%)	¹⁴⁹Ce	(3+)
¹⁵¹La	57	94	150,94172(43)#	300# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁵¹Ce	5/2+#
¹⁵²La	57	95	151,94625(43)#	200# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁵²Ce
¹⁵³La	57	96	152,94962(64)#	150# ms [>300 ns]	β⁻	¹⁵³Ce	5/2+#
¹⁵⁴La	57	97	153,95450(64)#	100# ms	β⁻	¹⁵⁴Ce
¹⁵⁵La	57	98	154,95835(86)#	60# ms	β⁻	¹⁵⁵Ce	5/2+#

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.
Radionucléide primordial
Produit de fission
Théoriquement capable de fission spontanée

Notes

Il existe des échantillons géologiques exceptionnels dont la composition isotopique est en dehors de l'échelle donnée. L'incertitude sur la masse atomique de tels spécimens peut excéder les valeurs données.
Les valeurs marquées d'un # ne proviennent pas uniquement des données expérimentales, mais aussi au moins en partie 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].

Références

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

Masses isotopiques issues 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 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])
- 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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