Isotopes du mercure

Le mercure (Hg, numéro atomique 80) possède 40 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 171 et 210, et 16 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, sept sont stables[1], ¹⁹⁶Hg, ¹⁹⁸Hg, ¹⁹⁹Hg, ²⁰⁰Hg, ²⁰¹Hg, ²⁰²Hg et ²⁰⁴Hg ; ils constituent l'intégralité du mercure naturel, dans des fractions allant de 0,15 à 29,86 %, le plus abondant étant ²⁰²Hg, le moins ¹⁹⁶Hg. La masse atomique standard attribuée au mercure est de 200,592(3) u.

Parmi les 33 radioisotopes artificiels du mercure, ceux à la plus longue durée de vie sont ¹⁹⁴Hg avec une demi-vie de 444 années, ²⁰³Hg (46,6 jours) et ¹⁹⁷Hg (64 heures). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à cinq heures, et la plupart inférieure à une heure.

Parmi les isomères nucléaires, les plus stables sont ^195mHg (t_1/2 de 41,6 heures), _197mHg (t_1/2 de 23,8 heures) et ^193mHg (t_1/2 de 11,8 heures), les autres ayant tous une demi-vie inférieure à une heure, et la plupart inférieure à une minute.

À l'exception de ¹⁹²Hg, ¹⁹⁴Hg et ¹⁹⁷Hg qui se désintègrent par capture électronique en isotopes de l'or correspondants, les radioisotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent dans un taux variable de désintégration α en isotopes du platine et d'émission de positron (β⁺), en isotopes de l'or, les plus légers se désintégrant majoritairement par désintégration α, et ce ratio s'inversant à nombre de masse croissant. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β⁻ en isotopes du thallium.

Isotopes notables

Mercure naturel

Le mercure naturel est constitué des sept isotopes stables ¹⁹⁶Hg, ¹⁹⁸Hg, ¹⁹⁹Hg, ²⁰⁰Hg, ²⁰¹Hg, ²⁰²Hg et ²⁰⁴Hg.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁹⁶Hg	0,15 (1) %
¹⁹⁸Hg	9,97 (20) %
¹⁹⁹Hg	16,87 (22) %
²⁰⁰Hg	23,10 (19) %
²⁰¹Hg	13,18 (9) %
²⁰²Hg	29,86 (26) %
²⁰⁴Hg	6,87 (15) %

Mercure 180

Le mercure 180 (¹⁸⁰Hg) est l'isotope du mercure dont le noyau est constitué de 80 protons et de 100 neutrons. C'est un radioisotope artificiel avec une demi-vie de 2,58 secondes, se désintégrant par émission de positron (52 %) ou radioactivité α (48 %), respectivement en ¹⁸⁰Au et ¹⁷⁶Pt. Il a été découvert en 2010 que lorsqu'il était produit à partir de thallium 180, il était capable d'une inhabituelle fission spontanée, produisant alors du ruthénium 100 (¹⁰⁰Ru) et du krypton 80 (⁸⁰Kr)[2].

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	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
¹⁷¹Hg	80	91	171,00376(32)#	80(30) µs [59(+36-16) µs]			3/2-#
¹⁷²Hg	80	92	171,99883(22)	420(240) µs [0,25(+35-9) ms]			0
¹⁷³Hg	80	93	172,99724(22)#	1,1(4) ms [0,6(+5-2) ms]			3/2-#
¹⁷⁴Hg	80	94	173,992864(21)	2,0(4) ms [2,1(+18-7) ms]			0+
¹⁷⁵Hg	80	95	174,99142(11)	10,8(4) ms	α	¹⁷¹Pt	5/2-#
¹⁷⁶Hg	80	96	175,987355(15)	20,4(15) ms	α (98,6 %)	¹⁷²Pt	0+
¹⁷⁶Hg	80	96	175,987355(15)	20,4(15) ms	β⁺ (1,4 %)	¹⁷⁶Au	0+
¹⁷⁷Hg	80	97	176,98628(8)	127,3(18) ms	α (85 %)	¹⁷³Pt	5/2-#
¹⁷⁷Hg	80	97	176,98628(8)	127,3(18) ms	β⁺ (15 %)	¹⁷⁷Au	5/2-#
¹⁷⁸Hg	80	98	177,982483(14)	0,269(3) s	α (70 %)	¹⁷⁴Pt	0+
¹⁷⁸Hg	80	98	177,982483(14)	0,269(3) s	β⁺ (30 %)	¹⁷⁸Au	0+
¹⁷⁹Hg	80	99	178,981834(29)	1,09(4) s	α (53 %)	¹⁷⁵Pt	5/2-#
					β⁺ (47 %)	¹⁷⁹Au
					β⁺, p (0,15 %)	¹⁷⁸Pt
¹⁸⁰Hg[n 3]	80	100	179,978266(15)	2,58(1) s	β⁺ (52 %)	¹⁸⁰Au	0+
					α (48 %)	¹⁷⁶Pt
					FS	¹⁰⁰Ru, ⁸⁰Kr
¹⁸¹Hg	80	101	180,977819(17)	3,6(1) s	β⁺ (64 %)	¹⁸¹Au	1/2(-)
					α (36 %)	¹⁷⁷Pt
					β⁺, p (0,014 %)	¹⁸⁰Pt
					β⁺, α (9×10⁻⁶ %)	¹⁷⁷Ir
^181mHg	210(40)# keV						13/2+
¹⁸²Hg	80	102	181,97469(1)	10,83(6) s	β⁺ (84,8 %)	¹⁸²Au	0+
					α (15,2 %)	¹⁷⁸Pt
					β⁺, p (10⁻⁵ %)	¹⁸¹Pt
¹⁸³Hg	80	103	182,974450(9)	9,4(7) s	β⁺ (74,5 %)	¹⁸³Au	1/2-
					α (25,5 %)	¹⁷⁹Pt
					β⁺, p (5,6×10⁻⁴ %)	¹⁸²Pt
^183m1Hg	198(14) keV						13/2+#
^183m2Hg	240(40)# keV			5# s	β⁺	¹⁸³Au	13/2+#
¹⁸⁴Hg	80	104	183,971713(11)	30,6(3) s	β⁺ (98,89 %)	¹⁸⁴Au	0+
¹⁸⁴Hg	80	104	183,971713(11)	30,6(3) s	α (1,11 %)	¹⁸⁰Pt	0+
¹⁸⁵Hg	80	105	184,971899(17)	49,1(10) s	β⁺ (94 %)	¹⁸⁵Au	1/2-
¹⁸⁵Hg	80	105	184,971899(17)	49,1(10) s	α (6 %)	¹⁸¹Pt	1/2-
^185mHg	99,3(5) keV			21,6(15) s	TI (54 %)	¹⁸⁵Hg	13/2+
					β⁺ (46 %)	¹⁸⁵Au
					α (0,03 %)	¹⁸¹Pt
¹⁸⁶Hg	80	106	185,969362(12)	1,38(6) min	β⁺ (99,92 %)	¹⁸⁶Au	0+
¹⁸⁶Hg	80	106	185,969362(12)	1,38(6) min	α (0,016 %)	¹⁸²Pt	0+
^186mHg	2217,3(4) keV			82(5) µs			(8-)
¹⁸⁷Hg	80	107	186,969814(15)	1,9(3) min	β⁺	¹⁸⁷Au	3/2-
¹⁸⁷Hg	80	107	186,969814(15)	1,9(3) min	α (1,2×10⁻⁴ %)	¹⁸³Pt	3/2-
^187mHg	59(16) keV			2,4(3) min	β⁺	¹⁸⁷Au	13/2+
^187mHg	59(16) keV			2,4(3) min	α (2,5×10⁻⁴ %)	¹⁸³Pt	13/2+
¹⁸⁸Hg	80	108	187,967577(12)	3,25(15) min	β⁺	¹⁸⁸Au	0+
¹⁸⁸Hg	80	108	187,967577(12)	3,25(15) min	α (3,7×10⁻⁵ %)	¹⁸⁴Pt	0+
^188mHg	2724,3(4) keV			134(15) ns			(12+)
¹⁸⁹Hg	80	109	188,96819(4)	7,6(1) min	β⁺	¹⁸⁹Au	3/2-
¹⁸⁹Hg	80	109	188,96819(4)	7,6(1) min	α (3×10⁻⁵ %)	¹⁸⁵Pt	3/2-
^189mHg	80(30) keV			8,6(1) min	β⁺	¹⁸⁹Au	13/2+
^189mHg	80(30) keV			8,6(1) min	α (3×10⁻⁵ %)	¹⁸⁵Pt	13/2+
¹⁹⁰Hg	80	110	189,966322(17)	20,0(5) min	β⁺	¹⁹⁰Au	0+
¹⁹⁰Hg	80	110	189,966322(17)	20,0(5) min	α (5×10⁻⁵ %)	¹⁸⁶Pt	0+
¹⁹¹Hg	80	111	190,967157(24)	49(10) min	β⁺	¹⁹¹Au	3/2(-)
^191mHg	128(22) keV			50,8(15) min	β⁺	¹⁹¹Au	13/2+
¹⁹²Hg	80	112	191,965634(17)	4,85(20) h	CE	¹⁹²Au	0+
¹⁹²Hg	80	112	191,965634(17)	4,85(20) h	α (4×10⁻⁶ %)	¹⁸⁸Pt	0+
¹⁹³Hg	80	113	192,966665(17)	3,80(15) h	β⁺	¹⁹³Au	3/2-
^193mHg	140,76(5) keV			11,8(2) h	β⁺ (92,9 %)	¹⁹³Au	13/2+
^193mHg	140,76(5) keV			11,8(2) h	TI (7,1 %)	¹⁹³Hg	13/2+
¹⁹⁴Hg	80	114	193,965439(13)	444(77) a	CE	¹⁹⁴Au	0+
¹⁹⁵Hg	80	115	194,966720(25)	10,53(3) h	β⁺	¹⁹⁵Au	1/2-
^195mHg	176,07(4) keV			41,6(8) h	TI (54,2 %)	¹⁹⁵Hg	13/2+
^195mHg	176,07(4) keV			41,6(8) h	β⁺ (45,8 %)	¹⁹⁵Au	13/2+
¹⁹⁶Hg	80	116	195,965833(3)	Observé stable[n 4]			0+
¹⁹⁷Hg	80	117	196,967213(3)	64,14(5) h	CE	¹⁹⁷Au	1/2-
^197mHg	298,93(8) keV			23,8(1) h	TI (91,4 %)	¹⁹⁷Hg	13/2+
^197mHg	298,93(8) keV			23,8(1) h	CE (8,6 %)	¹⁹⁷Au	13/2+
¹⁹⁸Hg	80	118	197,9667690(4)	Observé stable[n 5]			0+
¹⁹⁹Hg	80	119	198,9682799(4)	Observé stable[n 6]			1/2-
^199mHg	532,48(10) keV			42,66(8) min	TI	¹⁹⁹Hg	13/2+
²⁰⁰Hg	80	120	199,9683260(4)	Observé stable[n 7]			0+
²⁰¹Hg	80	121	200,9703023(6)	Observé stable[n 8]			3/2-
^201mHg	766,22(15) keV			94(3) µs			13/2+
²⁰²Hg	80	122	201,9706430(6)	Observé stable[n 9]			0+
²⁰³Hg	80	123	202,9728725(18)	46,595(6) j	β⁻	²⁰³Tl	5/2-
^203mHg	933,14(23) keV			24(4) µs			(13/2+)
²⁰⁴Hg	80	124	203,9734939(4)	Observé stable[n 10]			0+
²⁰⁵Hg	80	125	204,976073(4)	5,14(9) min	β⁻	²⁰⁵Tl	1/2-
^205mHg	1556,40(17) keV			1,09(4) ms	TI	²⁰⁵Hg	13/2+
²⁰⁶Hg	80	126	205,977514(22)	8,15(10) min	β⁻	²⁰⁶Tl	0+
²⁰⁷Hg	80	127	206,98259(16)	2,9(2) min	β⁻	²⁰⁷Tl	(9/2+)
²⁰⁸Hg	80	128	207,98594(32)#	42(5) min [41(+5-4) min]	β⁻	²⁰⁸Tl	0+
²⁰⁹Hg	80	129	208,99104(21)#	37(8) s			9/2+#
²¹⁰Hg	80	130	209,99451(32)#	10# min [>300 ns]			0+

Abréviations :
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique ;
FS : Fission spontanée.
Isotopes stables en gras.
Quand il est produit à partir de ¹⁸⁰Tl, il est capable de fission spontanée en donnant ¹⁰⁰Ru et ⁸⁰Kr.
Soupçonné de désintégration α en ¹⁹²Pt ou de double désintégration β⁺β⁺ en ¹⁹⁶Pt avec une demi-vie supérieure à 2,5×10¹⁸ années.
Soupçonné de désintégration α en ¹⁹⁴Pt.
Soupçonné de désintégration α en ¹⁹⁵Pt.
Soupçonné de désintégration α en ¹⁹⁶Pt.
Soupçonné de désintégration α en ¹⁹⁷Pt.
Soupçonné de désintégration α en ¹⁹⁸Pt.
Soupçonné de désintégration α en ²⁰⁰Pt ou de double désintégration β⁻β⁻ en ²⁰⁴Pb.

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[4].

Notes et références

Ils sont cependant soupçonnés de se désintégrer par radioactivité α en isotopes du platine, même si cette désintégration n'a jamais été observée.
(en) « Mercury serves up a nuclear surprise : a new type of fission », sur Scientific American (consulté le 7 mai 2023).
(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 Appl. Chem., 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 Appl. Chem., vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, lire en ligne), résumé
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 », Laboratoire national de Brookhaven (consulté en septembre 2005)
- (en) N. E. Holden, CRC Handbook of Chemistry and Physics, D. R. Lide, 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 mercury » (voir la liste des auteurs).

Tableau périodique des isotopes

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