Isotopes du tungstène

Le tungstène (W) possède 35 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 158 et 192, ainsi que 11 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, quatre sont stables, ¹⁸²W, ¹⁸³W, ¹⁸⁴W et ¹⁸⁶W, et ils constituent avec ¹⁸⁰W, un radioisotope quasi stable, la totalité du tungstène naturel, dans des proportions variant de 14 à 30 % (0,12% pour ¹⁸⁰W). Comme tous les éléments plus lourds que le zirconium, le tungstène est théoriquement instable et tous ses isotopes stables sont soupçonnés d'être faiblement radioactifs, se désintégrant par émission α en isotopes du hafnium correspondants. On attribue au tungstène une masse atomique standard de 183,84(1) u.

Parmi les radioisotopes artificiels caractérisés, les plus stables sont ¹⁸¹W (demi-vie de 121,2 jours), ¹⁸⁵W (75,1 jours), ¹⁸⁸W (69,4 jours) et ¹⁷⁸W (21,6 jours). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à un jour et la plupart inférieure à huit minutes.

Parmi les isomères nucléaires, le plus stable est ^179m1W (t_* de 6,4 minutes).

Les radioisotopes les plus légers (A ≤ 170) se désintègrent soit par émission de positron (β⁺) en isotopes du tantale soit par émission α en isotopes du hafnium, dans des proportions très variables selon les isotopes. Les radioisotopes plus lourds, mais plus légers que les isotopes stables (171 ≤A ≤ 182) se désintègrent eux par émission de positron (β⁺) en isotopes du tantale, à l'exception de ¹⁷⁶W, ¹⁷⁸W et ¹⁸¹W qui se désintègrent par capture électronique (également en isotopes du tantale), ainsi que de ¹⁸⁰W qui se désintègre par émission α. Les radioisotopes plus lourds que les isotopes stables se désintègrent tous par désintégration β⁻ en isotopes du rhénium.

Isotopes notables

Tungstène naturel

Le tungstène naturel est constitué des quatre isotopes stables ¹⁸²W, ¹⁸³W, ¹⁸⁴W et ¹⁸⁶W, et du radioisotope primordial quasi stable ¹⁸⁰W (demi-vie de 1,8 × 10¹⁸ années), qui est très minoritaire.

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)
¹⁸⁰W	0,12 (1) %
¹⁸²W	26,50 (16) %
¹⁸³W	14,31 (4) %
¹⁸⁴W	30,64 (2) %
¹⁸⁶W	28,43 (19) %

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
¹⁵⁸W	74	84	157,97456(54)#	1,37(17) ms	α	¹⁵⁴Hf	0+
^158mW	1889(8) keV			143(19) µs			8+
¹⁵⁹W	74	85	158,97292(43)#	8,2(7) ms	α (82%)	¹⁵⁵Hf	7/2-#
¹⁵⁹W	74	85	158,97292(43)#	8,2(7) ms	β⁺ (18%)	¹⁵⁹Ta	7/2-#
¹⁶⁰W	74	86	159,96848(22)	90(5) ms	α (87%)	¹⁵⁶Hf	0+
¹⁶⁰W	74	86	159,96848(22)	90(5) ms	β⁺ (14%)	¹⁶⁰Ta	0+
¹⁶¹W	74	87	160,96736(21)#	409(16) ms	α (73%)	¹⁵⁷Hf	7/2-#
¹⁶¹W	74	87	160,96736(21)#	409(16) ms	β⁺ (23%)	¹⁶¹Ta	7/2-#
¹⁶²W	74	88	161,963497(19)	1,36(7) s	β⁺ (53%)	¹⁶²Ta	0+
¹⁶²W	74	88	161,963497(19)	1,36(7) s	α (47%)	¹⁵⁸Hf	0+
¹⁶³W	74	89	162,96252(6)	2,8(2) s	β⁺ (59%)	¹⁶³Ta	3/2-#
¹⁶³W	74	89	162,96252(6)	2,8(2) s	α (41%)	¹⁵⁹Hf	3/2-#
¹⁶⁴W	74	90	163,958954(13)	6,3(2) s	β⁺ (97,4%)	¹⁶⁴Ta	0+
¹⁶⁴W	74	90	163,958954(13)	6,3(2) s	α (2,6%)	¹⁶⁰Hf	0+
¹⁶⁵W	74	91	164,958280(27)	5,1(5) s	β⁺ (99,8%)	¹⁶⁵Ta	3/2-#
¹⁶⁵W	74	91	164,958280(27)	5,1(5) s	α (0,2%)	¹⁶¹Hf	3/2-#
¹⁶⁶W	74	92	165,955027(11)	19,2(6) s	β⁺ (99,96%)	¹⁶⁶Ta	0+
¹⁶⁶W	74	92	165,955027(11)	19,2(6) s	α (0,035%)	¹⁶²Hf	0+
¹⁶⁷W	74	93	166,954816(21)	19,9(5) s	β⁺ (>99,9%)	¹⁶⁷Ta	3/2-#
¹⁶⁷W	74	93	166,954816(21)	19,9(5) s	α (<0,1%)	¹⁶³Hf	3/2-#
¹⁶⁸W	74	94	167,951808(17)	51(2) s	β⁺ (99,99%)	¹⁶⁸Ta	0+
¹⁶⁸W	74	94	167,951808(17)	51(2) s	α (0,0319%)	¹⁶⁴Hf	0+
¹⁶⁹W	74	95	168,951779(17)	76(6) s	β⁺	¹⁶⁹Ta	(5/2-)
¹⁷⁰W	74	96	169,949228(16)	2,42(4) min	β⁺(99%)	¹⁷⁰Ta	0+
¹⁷⁰W	74	96	169,949228(16)	2,42(4) min	α (1%)	¹⁶⁶Hf	0+
¹⁷¹W	74	97	170,94945(3)	2,38(4) min	β⁺	¹⁷¹Ta	(5/2-)
¹⁷²W	74	98	171,94729(3)	6,6(9) min	β⁺	¹⁷²Ta	0+
¹⁷³W	74	99	172,94769(3)	7,6(2) min	β⁺	¹⁷³Ta	5/2-
¹⁷⁴W	74	100	173,94608(3)	33,2(21) min	β⁺	¹⁷⁴Ta	0+
¹⁷⁵W	74	101	174,94672(3)	35,2(6) min	β⁺	¹⁷⁵Ta	(1/2-)
¹⁷⁶W	74	102	175,94563(3)	2,5(1) h	CE	¹⁷⁶Ta	0+
¹⁷⁷W	74	103	176,94664(3)	132(2) min	β⁺	¹⁷⁷Ta	1/2-
¹⁷⁸W	74	104	177,945876(16)	21,6(3) j	CE	¹⁷⁸Ta	0+
¹⁷⁹W	74	105	178,947070(17)	37,05(16) min	β⁺	¹⁷⁹Ta	(7/2)-
^179m1W	221,926(8) keV			6,40(7) min	TI (99,72%)	¹⁷⁹W	(1/2)-
^179m1W	221,926(8) keV			6,40(7) min	β⁺ (0,28%)	¹⁷⁹Ta	(1/2)-
^179m2W	1631,90(8) keV			390(30) ns			(21/2+)
^179m3W	3348,45(16) keV			750(80) ns			(35/2-)
¹⁸⁰W[n 4]	74	106	179,946704(4)	1,8(0,2)×10¹⁸ a	α	¹⁷⁶Hf	0+
^180m1W	1529,04(3) keV			5,47(9) ms	TI	¹⁸⁰W	8-
^180m2W	3264,56(21) keV			2,33(19) µs			14-
¹⁸¹W	74	107	180,948197(5)	121,2(2) j	CE	¹⁸¹Ta	9/2+
¹⁸²W	74	108	181,9482042(9)	Observé stable[n 5]			0+
¹⁸³W	74	109	182,9502230(9)	Observé stable[n 6]			1/2-
^183mW	309,493(3) keV			5,2(3) s	TI	¹⁸³W	11/2+
¹⁸⁴W	74	110	183,9509312(9)	Observé stable[n 7]			0+
¹⁸⁵W	74	111	184,9534193(10)	75,1(3) j	β⁻	¹⁸⁵Re	3/2-
^185mW	197,43(5) keV			1,597(4) min	TI	¹⁸⁵W	11/2+
¹⁸⁶W	74	112	185,9543641(19)	Observé stable[n 8]			0+
^186m1W	1517,2(6) keV			18(1) µs			(7-)
^186m2W	3542,8(21) keV			>3 ms			(16+)
¹⁸⁷W	74	113	186,9571605(19)	23,72(6) h	β⁻	¹⁸⁷Re	3/2-
¹⁸⁸W	74	114	187,958489(4)	69,78(5) j	β⁻	¹⁸⁸Re	0+
¹⁸⁹W	74	115	188,96191(21)	11,6(3) min	β⁻	¹⁸⁹Re	(3/2-)
¹⁹⁰W	74	116	189,96318(18)	30,0(15) min	β⁻	¹⁹⁰Re	0+
^190mW	2381(5) keV			<3,1 ms			(10-)
¹⁹¹W	74	117	190,96660(21)#	20# s [>300 ns]			3/2-#
¹⁹²W	74	118	191,96817(64)#	10# s [>300 ns]			0+

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.
Soupçonné de se désintégrer par émission α en ¹⁷⁸Hf avec une demi-vie supérieure à 1,70×10²⁰ années.
Soupçonné de se désintégrer par émission α en ¹⁷⁹Hf avec une demi-vie supérieure 8,0×10¹⁹ années.
Soupçonné de se désintégrer par émission α en ¹⁸⁰Hf avec une demi-vie supérieure 1,80×10²⁰ années.
Soupçonné de se désintégrer par émission α en ¹⁸²Hf avec une demi-vie supérieure 4,1×10¹⁸ années.

Remarques

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)

Masse des isotopes depuis :
- (en) 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])
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 and 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-vie, spin et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) 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])
- (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

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Tableau périodique des isotopes

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