Isotopes du vanadium

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Le vanadium (V) possède 26 isotopes connus de nombre de masse variant entre 40 et 65, et cinq isomères nucléaires. Seul l'un de ces isotopes est stable, 51V, largement majoritaire, le reste étant constitués de 50V, un radioisotope naturel avec une demi-vie particulièrement longue de 1,5×1017 années (soit 10 millions de fois l'âge de l'univers). De ce fait, le vanadium est un élément monoisotopique, mais pas un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est de 50,9415(1) u, très proche de la masse isotopique de 51V.

Parmi les 24 radioisotopes artificiels, les plus stables sont 49V avec une demi-vie de 330 jours, et48V avec une demi-vie de 15,9735 jours. Tous les autres isotopes ont des demi-vies inférieure à 1 heure et la plupart inférieure à 10 secondes, le moins stable connu étant 42V avec une demi-vie inférieure à 55 nanosecondes, sachant que la demi-vie des isotopes plus légers n'a pas été déterminée pour l'instant.

Les trois isotopes les plus légers se désintègrent par émission de proton. Tous les autres isotopes plus légers que 49V se désintègrent principalement par émission de positron+), ce denier se désintégrant par capture électronique, et 50V se désintégrant majoritairement (83 %) par émission de positron, mais aussi par désintégration β- (17 %). Tous les radioisotopes plus légers que 51V produisent donc majoritairement des isotopes du titane. Les radioisotopes plus lourds eux se désintègrent principalement par désintégration β- en isotopes du chrome.

Vanadium naturel[modifier | modifier le code]

Le vanadium naturel est composé de l'isotope stable 51V et de l'isotope quasi-stable 50V.

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

Gamme de variation
50V 0,250 (4) % 0,2487 - 0,2502
51V 99,750 (4) % 99,7498 - 99,7513

Table des isotopes[modifier | modifier le code]

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

fils[n 2]

Spin

nucléaire

Énergie d'excitation
40V 23 17 40,01109(54)# p 39Ti 2-#
41V 23 18 40,99978(22)# p 40Ti 7/2-#
42V 23 19 41,99123(21)# <55 ns p 41Ti 2-#
43V 23 20 42,98065(25)# 80# ms β+ 43Ti 7/2-#
44V 23 21 43,97411(13) 111(7) ms β+ (>99,9 %) 44Ti (2+)
β-, α (<0,1 %) 40Ca
44mV 270(100)# keV 150(3) ms β+ 44Ti (6+)
45V 23 22 44,965776(18) 547(6) ms β+ 45Ti 7/2-
46V 23 23 45,9602005(11) 422,50(11) ms β+ 46Ti 0+
46mV 801,46(10) keV 1,02(7) ms TI 46V 3+
47V 23 24 46,9549089(9) 32,6(3) min β+ 47Ti 3/2-
48V 23 25 47,9522537(27) 15,9735(25) j β+ 48Ti 4+
49V 23 26 48,9485161(12) 329(3) j CE 49Ti 7/2-
50V[n 3] 23 27 49,9471585(11) 1,4(4)×1017 a β+ (83 %) 50Ti 6+
β- (17 %) 50Cr
51V 23 28 50,9439595(11) Stable 7/2-
52V 23 29 51,9447755(11) 3,743(5) min β- 52Cr 3+
53V 23 30 52,944338(3) 1,60(4) min β- 53Cr 7/2-
54V 23 31 53,946440(16) 49,8(5) s β- 54Cr 3+
54mV 108(3) keV 900(500) ns (5+)
55V 23 32 54,94723(11) 6,54(15) s β- 55Cr (7/2-)#
56V 23 33 55,95053(22) 216(4) ms β- (>99,9 %) 56Cr (1+)
β-, n 55Cr
57V 23 34 56,95256(25) 0,35(1) s β- (>99,9 %) 57Cr (3/2-)
β-, n (<0,1 %) 56Cr
58V 23 35 57,95683(27) 191(8) ms β- (>99,9 %) 58Cr 3+#
β-, n (<0,1 %) 57Cr
59V 23 36 58,96021(33) 75(7) ms β- (>99,9 %) 59Cr 7/2-#
β-, n (<0,1 %) 58Cr
60V 23 37 59,96503(51) 122(18) ms β- (>99,9 %) 60Cr 3+#
β-, n (<0,1 %) 59Cr
60m1V 0(150)# keV 40(15) ms 1+#
60m2V 101(1) keV >400 ns
61V 23 38 60,96848(43)# 47,0(12) ms β- 61Cr 7/2-#
62V 23 39 61,97378(54)# 33,5(20) ms β- 62Cr 3+#
63V 23 40 62,97755(64)# 17(3) ms β- 63Cr (7/2-)#
64V 23 41 63,98347(75)# 10# ms [>300 ns]
65V 23 42 64,98792(86)# 10# ms 5/2-#
  1. Abréviations :
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique.
  2. Isotopes stables en gras.
  3. radionucléide primordial.

Remarques[modifier | modifier le code]

  • 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 échantillons peut excéder les valeurs données.
  • 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[2].
  • 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.




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

Notes et références[modifier | modifier le code]

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