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Isotopes du magnésium

Le magnésium, de symbole Mg, possède 22 isotopes connus avec un nombre de masse variant entre 19 et 40. Trois d'entre eux sont stables, 24Mg, 25Mg et 26Mg, et naturellement présents dans l'environnement selon un ratio approximatif de 80/10/10. On attribue au magnésium une masse atomique standard de 24,3050 u.

Parmi les 19 radioisotopes connus du magnésium, 28Mg a la durée de vie la plus longue avec une demi-vie 20,915 h, suivi de 27Mg avec une demi-vie de 9,458 min. Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à une minute et la plupart d'entre eux inférieure à une seconde.

Les isotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par désintégration β+ en isotopes du sodium, ceux plus lourds par désintégration β− en isotopes de l'aluminium.

Magnésium naturel

Le magnésium naturel est constitué des trois isotopes stables 24Mg, 25Mg et 26Mg, le premier étant majoritaire. Tous trois sont primordiaux, mais 26Mg est également radiogénique, produit de la désintégration radioactive de 26Al (primordial ou cosmogénique).

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

 Gamme de variations
24Mg 78,99 (4) % 78,958 – 79,017
25Mg 10,00 (1) % 9,996 – 10,012
26Mg 11,01 (3) % 10,987 – 11,030

Table des isotopes
Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) Masse isotopique (u) Demi-vie Mode(s) de
désintégration[1]		 Isotope(s)

fils[n 1]

 Spin

nucléaire

19Mg 12 7 19,03547(27) 1/2-#
20Mg 12 8 20,018863(29) 90,8(24) ms β+ (97 %) 20Na 0+
β+, p (3 %) 19Ne
21Mg 12 9 21,011713(18) 122(2) ms β+ (66,9 %) 21Na (5/2,3/2)+
β+, p (32,6 %) 20Ne
β+, α (0,5 %) 16F
22Mg 12 10 21,9995738(14) 3,8755(12) s β+ 22Na 0+
23Mg 12 11 22,9941237(14) 11,317(11) s β+ 23Na 3/2+
24Mg 12 12 23,985041700(14) Stable 0+
25Mg 12 13 24,98583692(3) Stable 5/2+
26Mg[n 2] 12 14 25,982592929(30) Stable 0+
27Mg 12 15 26,98434059(5) 9,458(12) min β− 27Al 1/2+
28Mg 12 16 27,9838768(22) 20,915(9) h β− 28Al 0+
29Mg 12 17 28,988600(15) 1,30(12) s β− 29Al 3/2+
30Mg 12 18 29,990434(9) 335(17) ms β− (99,94 %) 30Al 0+
β−, n (0,06 %) 29Al
31Mg 12 19 30,996546(13) 230(20) ms β− (98,3 %) 31Al 3/2+
β−, n (1,7 %) 30Al
32Mg 12 20 31,998975(19) 86(5) ms β− (97,6 %) 32Al 0+
β−, n (2,4 %) 31Al
33Mg 12 21 33,005254(21) 90,5(16) ms β− (83 %) 33Al 7/2-#
β−, n (17 %) 32Al
34Mg 12 22 34,00946(25) 20(10) ms β− (>99,9 %) 34Al 0+
β−, n (<,1 %) 33Al
35Mg 12 23 35,01734(43)# 70(40) ms β−, n (52 %) 34Al (7/2-)#
β− (48 %) 35Al
36Mg 12 24 36,02300(54)# 3,9(13) ms β− 36Al 0+
37Mg 12 25 37,03140(97)# 40# ms [>260 ns] β− 37Al 7/2-#
β−, n 36Al
38Mg 12 26 38,03757(54)# 1# ms [>260 ns] 0+
39Mg 12 27 39,04677(55)# <260 ns 7/2-#
40Mg 12 28 40,05393(97)# 1# ms 0+
  1. Isotopes stables en gras.
  2. Utilisé en datation radiométrique pour des évènements ayant eu lieu au début de l'histoire du système solaire.

Le magnésium 40 n'a été découvert qu'en 2007. Il se situe à la limite de stabilité des nucléides riches en neutrons. En fait son neutron le plus externe n'est pas confiné dans le noyau, et 40Mg ne doit son état de noyau lié qu'à l'existence de couplages neutron-neutron. Il présente aussi des transitions nucléaires inattendues[2] - [3].

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.

Références
  1. (en)Universal Nuclide Chart
  2. (en) Christine Middleton, « Neutron-rich magnesium has unexpected transitions », Physics Today,‎ (DOI 10.1063/PT.6.1.20190225a).
  3. (en) H. L. Crawford et al., « First Spectroscopy of the Near Drip-line Nucleus 40Mg », Physical Review Letters, vol. 122,‎ , article no 052501 (DOI 10.1103/PhysRevLett.122.052501).


1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Tableau périodique des isotopes
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