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錫的同位素

錫（Sn，原子量：118.710(7)）共有71個同位素[2]，由於錫的質子數為幻數50，因此錫的同位素相較於鄰近的核素都有較穩定的趨勢，例如錫有10個穩定同位素（3個觀測上穩定），是所有化學元素中穩定同位素最多的元素。錫的同位素包括兩種雙幻核：錫-100 （100
Sn
），發現於1994年、[3]與錫-132 （132
Sn
）。

主要的錫同位素
同位素 衰變
豐度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		產物
112Sn 0.97% 穩定，帶62粒中子
113Sn 人造 115.08 天 β+ 0.017 113In
114Sn 0.66% 穩定，帶64粒中子
115Sn 0.34% 穩定，帶65粒中子
116Sn 14.54% 穩定，帶66粒中子
117Sn 7.68% 穩定，帶67粒中子
117m1Sn 人造 13.939 天 IT 0.315 117Sn
118Sn 24.22% 穩定，帶68粒中子
119Sn 8.59% 穩定，帶69粒中子
120Sn 32.58% 穩定，帶70粒中子
121m1Sn 人造 43.9 年 IT 0.006 121Sn
β− 0.409 121Sb
122Sn 4.63% 穩定，帶72粒中子
124Sn 5.79% 穩定，帶74粒中子
126Sn 痕量 2.3×105 年 β− 0.338 126m2Sb
β− 0.360 126m1Sb
標準原子質量（英語：Standard atomic weight） (Ar, 標準)
←In（49） Sb（51）→

穩定的錫同位素

 
錫元素的電子排佈為[氪] 4d10 5s2 5p2，與質子排佈1s21p61d101f141g102s22p6意義不同
 
質子殼層的能階示意圖，質子數為50的錫正好填滿核殼層的第四個能階群。
主條目：核殼層模型

根據核殼層模型，錫的質子排佈為：1s21p61d101f141g102s22p6 ，正好填滿核殼層的第四個能階群（幻數50[4][5][6][7][8]），因此錫相較於鄰近的同位素有較高的穩定性，且錫擁有的穩定同位素數是所有化學元素中，最多的一個。

主條目：錫

天然存在的錫元素中含有11種同位素，主要由錫-120（120
Sn
）豐度最高，佔32.5%，約達三分之一、 錫-118（118
Sn
）豐度其次，佔24.2%構成，其餘包括錫-116（116
Sn
），豐度佔約14.5%、 錫-119（119
Sn
）豐度佔約8.59%、 錫-117（117
Sn
）豐度佔約7.68%、 錫-124（124
Sn
），豐度佔約5.79%、 錫-122（122
Sn
），豐度佔約4.63%，剩下的都是含量低於1%的微量元素，他們包括： 112
Sn
（0.97%）、 114
Sn
（0.66%）、 115
Sn
（0.34%） 以及痕量的126
Sn
，其中有7個穩定同位素、3個觀測上穩定的同位素和一個長壽命放射性元素[9][10][11]。

錫共有3個觀測上穩定的同位素，即理論上會衰變或已知放射性但半衰期只有下限，且目前尚未觀測到其衰變的現象，包括112
Sn
，應該會經由雙電子捕獲（β+β+）衰變成鎘-112（112
Cd
）、122
Sn
，應該會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-122（122
Te
），以及124
Sn
，應該會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-124（124
Te
），半衰期下限在100×1015年[9][10][11]。

錫三種常見的同位素116
Sn
、118
Sn
和120
Sn
，是最簡單檢測並用NMR光譜進行分析的元素，其化學位移參考SnMe4[12]。

錫-121m1

中等壽命裂變產物
項：
單位：		 t½
a		 產額
%		 Q*
KeV		 βγ
*
155Eu 4.76 .0803 252 βγ
85Kr 10.76 .2180 687 βγ
113mCd 14.1 .0008 316 β
90Sr 28.9 4.505 2826 β
137Cs 30.23 6.337 1176 βγ
121mSn 43.9 .00005 390 βγ
151Sm 90 .5314 77 β
主條目：錫-121m1

錫-121m1（121m1
Sn
）是錫的一種放射性同位素，也是中等壽命裂變產物之一[13][14]，為錫-121（121
Sn
）的核同質異能素之一，激發能量約為6.30 keV，半衰期有43.9年[2]，比基態的121
Sn
擁有較高的穩定性，基態的121
Sn
半衰期只有約27小時。

在一般的熱中子反應堆，121m1
Sn
有非常低的裂變產率，因此，這種同位素並不是一個顯著的核廢料貢獻者，也就是說，它只占核廢料的極小部分。快速裂變或一些更重的錒系元素裂變會產生較高產量的121m1
Sn
，例如在鈾-235的熱中子裂變中，每次裂變的121m1
Sn
產率是0.0007%，在快速裂變中，每次裂變的產率是0.002%[15]。

除了121m1
Sn
之外還有兩種核同質異能素，但他們的壽命都非常短，121m2
Sn
和121m3
Sn
的半衰期都以微秒計。

錫-126

長壽命裂變產物
項：
單位：		 t½
Ma		 產額
%		 Q*
KeV		 βγ
*
99Tc 0.211 6.1385 294 β
126Sn 0.230 0.1084 4050 βγ
79Se 0.295 0.0447 151 β
135Cs 1.33 6.9110 269 β
93Zr 1.53 5.4575 91 βγ
107Pd 6.5  1.2499 33 β
129I 15.7  0.8410 194 βγ
每次裂變的產率（英語：Fission product yield）（%）[15]
熱中子 快中子 14 MeV
232
Th
 		不發生裂變 0.0481 ± 0.0077 0.87 ± 0.20
233
U
 		0.224 ± 0.018 0.278 ± 0.022 1.92 ± 0.31
235
U
 		0.056 ± 0.004 0.0137 ± 0.001 1.70 ± 0.14
238
U
 		不發生裂變 0.054 ± 0.004 1.31 ± 0.21
239
Pu
 		0.199 ± 0.016 0.26 ± 0.02 2.02 ± 0.22
241
Pu
（英語：Plutonium-241） 		0.082 ± 0.019 0.22 ± 0.03 無數據

錫-126（126
Sn
）是錫的放射性同位素中，半衰期最長的同位素，其半衰期長達二十三萬年，並經由貝他衰變，衰變成短壽命的銻-126的同質異能素：126m1
Sb
與126m2
Sb
，且該衰變產物會經由核異構轉變衰變成126
Sb
，也就是說核子會從激發態的126m1
Sb
躍遷回126
Sb
，但在這個過程中會放出高能量的γ射綫光子，使得使得外部接觸到錫-126成為一大隱患。

錫-126是七種長壽命裂變產物之一，是其中質量在中等的產物之一。在目前幾乎所有的核電站使用的熱中子反應堆中，他有非常低的產額，從鈾-235產額約為0.056%，因為慢中子幾乎總是使鈾-235或鈽-239裂變成半不等。而在快速裂變、核武器或一些更重的錒系元素裂變如鉲，就會有較高的產額[16]。

錫-126衰變能較大，而且是七種長壽裂變產物中唯一能釋放高能γ射綫的核素。但是這種核素產額很低。如果反應堆以鈾-235為燃料，在乏燃料中，每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的5%；如果反應堆以鈾-235（65%）和鈈-239（35%）為燃料，在乏燃料中，每單位時間錫-126釋放出的能量是鍀-99的20%。錫化學性質比較惰性，不易在環境中遷移，因此對人類健康影響不大。

圖表

符號 Z N 同位素質量（u）[17][18]
[n 1][n 2] 		半衰期
[n 1][n 2] 		衰變
方式[2] 		衰變
產物
[n 3] 		原子核
自旋[n 1]
 相對豐度
（莫耳分率）[n 2]
 相對豐度
的變化量
（莫耳分率）
激發能量[n 1][n 2]
99Sn[n 4] 50 49 98.94933(64)# 5# ms 9/2+#
100Sn 50 50 99.93904(76) 1.1(4) s
[0.94(+54-27) s] 		β+ (83%) 100In 0+
β+, p (17%) 99Cd
101Sn 50 51 100.93606(32)# 3(1) s β+ 101In 5/2+#
β+, p （不常見） 100Cd
102Sn 50 52 101.93030(14) 4.5(7) s β+ 102In 0+
β+, p （不常見） 101Cd
102mSn 2017(2) keV 720(220) ns (6+)
103Sn 50 53 102.92810(32)# 7.0(6) s β+ 103In 5/2+#
β+, p （不常見） 102Cd
104Sn 50 54 103.92314(11) 20.8(5) s β+ 104In 0+
105Sn 50 55 104.92135(9) 34(1) s β+ 105In (5/2+)
β+, p （不常見） 104Cd
106Sn 50 56 105.91688(5) 115(5) s β+ 106In 0+
107Sn 50 57 106.91564(9) 2.90(5) min β+ 107In (5/2+)
108Sn 50 58 107.911925(21) 10.30(8) min β+ 108In 0+
109Sn 50 59 108.911283(11) 18.0(2) min β+ 109In 5/2(+)
110Sn 50 60 109.907843(15) 4.11(10) h ε 110In 0+
111Sn 50 61 110.907734(7) 35.3(6) min β+ 111In 7/2+
111mSn 254.72(8) keV 12.5(10) µs 1/2+
112Sn 50 62 111.904818(5) 觀測上穩定[n 5] 0+ 0.0097(1)
113Sn 50 63 112.905171(4) 115.09(3) d β+ 113In 1/2+
113mSn 77.386(19) keV 21.4(4) min IT (91.1%) 113Sn 7/2+
β+ (8.9%) 113In
114Sn 50 64 113.902779(3) 穩定 0+ 0.0066(1)
114mSn 3087.37(7) keV 733(14) ns 7-
115Sn 50 65 114.903342(3) 穩定 1/2+ 0.0034(1)
115m1Sn 612.81(4) keV 3.26(8) µs 7/2+
115m2Sn 713.64(12) keV 159(1) µs 11/2-
116Sn 50 66 115.901741(3) 穩定 0+ 0.1454(9)
117Sn 50 67 116.902952(3) 穩定 1/2+ 0.0768(7)
117m1Sn 314.58(4) keV 13.76(4) d IT 117Sn 11/2-
117m2Sn 2406.4(4) keV 1.75(7) µs (19/2+)
118
Sn
 		50 68 117.901603(3) 穩定 0+ 0.2422(9)
119Sn 50 69 118.903308(3) 穩定 1/2+ 0.0859(4)
119m1Sn 89.531(13) keV 293.1(7) d IT 119Sn 11/2-
119m2Sn 2127.0(10) keV 9.6(12) µs (19/2+)
120Sn 50 70 119.9021947(27) 穩定 0+ 0.3258(9)
120m1Sn 2481.63(6) keV 11.8(5) µs (7-)
120m2Sn 2902.22(22) keV 6.26(11) µs (10+)#
121Sn[n 6] 50 71 120.9042355(27) 27.03(4) h β− 121Sb 3/2+
121m1Sn 6.30(6) keV 43.9(5) y IT (77.6%) 121Sn 11/2-
β− (22.4%) 121Sb
121m2Sn 1998.8(9) keV 5.3(5) µs (19/2+)#
121m3Sn 2834.6(18) keV 0.167(25) µs (27/2-)
122Sn[n 6] 50 72 121.9034390(29) 觀測上穩定[n 7] 0+ 0.0463(3)
123Sn[n 6] 50 73 122.9057208(29) 129.2(4) d β− 123Sb 11/2-
123m1Sn 24.6(4) keV 40.06(1) min β− 123Sb 3/2+
123m2Sn 1945.0(10) keV 7.4(26) µs (19/2+)
123m3Sn 2153.0(12) keV 6 µs (23/2+)
123m4Sn 2713.0(14) keV 34 µs (27/2-)
124Sn[n 6] 50 74 123.9052739(15) 觀測上穩定[n 8] 0+ 0.0579(5)
124m1Sn 2204.622(23) keV 0.27(6) µs 5-
124m2Sn 2325.01(4) keV 3.1(5) µs 7-
124m3Sn 2656.6(5) keV 45(5) µs (10+)#
125Sn[n 6] 50 75 124.9077841(16) 9.64(3) d β− 125Sb 11/2-
125mSn 27.50(14) keV 9.52(5) min 3/2+
126Sn[n 9] 50 76 125.907653(11) 2.30(14)×105 y β− (66.5%) 126m2Sb 0+ 痕量
β− (33.5%) 126m1Sb
126m1Sn 2218.99(8) keV 6.6(14) µs 7-
126m2Sn 2564.5(5) keV 7.7(5) µs (10+)#
127Sn 50 77 126.910360(26) 2.10(4) h β− 127Sb (11/2-)
127mSn 4.7(3) keV 4.13(3) min β− 127Sb (3/2+)
128Sn 50 78 127.910537(29) 59.07(14) min β− 128Sb 0+
128mSn 2091.50(11) keV 6.5(5) s IT 128Sn (7-)
129Sn 50 79 128.91348(3) 2.23(4) min β− 129Sb (3/2+)#
129mSn 35.2(3) keV 6.9(1) min β− (99.99%) 129Sb (11/2-)#
IT (.002%) 129Sn
130Sn 50 80 129.913967(11) 3.72(7) min β− 130Sb 0+
130m1Sn 1946.88(10) keV 1.7(1) min β− 130Sb (7-)#
130m2Sn 2434.79(12) keV 1.61(15) µs (10+)
131Sn 50 81 130.917000(23) 56.0(5) s β− 131Sb (3/2+)
131m1Sn 80(30)# keV 58.4(5) s β− (99.99%) 131Sb (11/2-)
IT (.0004%) 131Sn
131m2Sn 4846.7(9) keV 300(20) ns (19/2- to 23/2-)
132Sn 50 82 131.917816(15) 39.7(8) s β− 132Sb 0+
133Sn 50 83 132.92383(4) 1.45(3) s β− (99.97%) 133Sb (7/2-)#
β−, n (.0294%) 132Sb
134Sn 50 84 133.92829(11) 1.050(11) s β− (83%) 134Sb 0+
β−, n (17%) 133Sb
135Sn 50 85 134.93473(43)# 530(20) ms β− 135Sb (7/2-)
β−, n 134Sb
136Sn 50 86 135.93934(54)# 0.25(3) s β− 136Sb 0+
β−, n 135Sb
137Sn 50 87 136.94599(64)# 190(60) ms β− 137Sb 5/2-#
  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 用括號括起來的數據代表不確定性。
  3. ^ 穩定的衰變產物以粗體表示。
  4. ^ 目前已知最重的質子比中子多的核素
  5. ^ 理論上會經由雙電子捕獲（β+β+）衰變成鎘-112（112
    Cd
    ）
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 核裂變產物
  7. ^ 理論上會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-122（122
    Te
    ）
  8. ^ 理論上會經由雙β衰變（β−β−）衰變成碲-124（124
    Te
    ），半衰期下限在100×1015年
  9. ^ 長壽命裂變產物


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銦的同位素 錫的同位素 銻的同位素

參見

參考文獻

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