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Silicium-Isotope

Liste, Daten und Eigenschaften aller bekannten natürlichen und künstlichen Isotope des Siliciums sowie radioaktive Zerfallsprodukte bzw. Zwischenprodukte.



Silicium Isotope

Von den 23 bekannten Isotopen des Siliciums sind nur die Isotope 28Si, 29Si und 30Si stabil und in der Natur anzutreffen; alle anderen sind Radioisotope. 32Si entsteht in der Atmosphäre durch Einwirkung kosmischer Strahlung auf Argon-Atome und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 153 Jahren zu Phosphor-31.

 

Natürlich auftretende Silicium-Isotope

Atommasse ArAnteilHalbwertszeitSpin
Silicium
Isotopengemisch
28,085 u100 %
Isotop 28Si27,976926535(3) u92,254 %stabil0+
Isotop 29Si28,976494665(3) u4,673 %stabil1/2+
Isotop 30Si29,97377001(2) u3,073 %stabil0+

 

Die natürlichen Isotopenhäufigkeiten (Isotopenverhältnis) des in der Natur auftretenden Siliciums können mehr oder weniger stark variieren, so dass die Atommasse zwischen 28,084 und 28,086 schwankt.

Alle anderen Silicium-Radionuklide besitzen Halbwertszeiten im Sekundenbereich oder weit darunter.

Der besonders stabile Silicium-28-Kern entsteht in stellaren Fusionsprozessen beim Sauerstoffbrennen.

 

Isotopentabelle: Silicium

Isotop
Nuklid
ZANNameAtommasse
[Kernmasse]
{Massenüberschuss}
Spin I
(h/2π)
μA-Nuk
123456789
22Si14228Silicium-2222,03579(54) u
[22,02811 u]
{33,33817 MeV}
0+
23Si14239Silicium-2323,02544(54) u
[23,01776 u]
{23,69721 MeV}
(5/2)+
24Si142410Silicium-2424,011535(21) u
[24,003855 u]
{10,74478 MeV}
0+
25Si142511Silicium-2525,004108046(10735) u
[24,996428 u]
{3,82662 MeV}
5/2+
26Si142612Silicium-2625,9923338(12) u
[25,9846538 u]
{-7,14102 MeV}
0+26P
27Si142713Silicium-2726,98670469(12) u
[26,9790247 u]
{-12,3845 MeV}
5/2+0,8652(3)27P
28S
28Si142814Silicium-2827,976926535(3) u
[27,9692465 u]
{-21,49279 MeV}
0+28P
28Al
29S
31Ar
32Cl
29Si142915Silicium-2928,976494665(3) u
[28,9688146 u]
{-21,89508 MeV}
1/2+-0,555052(3)29P
29Al
30Si143016Silicium-3029,97377001(2) u
[29,96609 u]
{-24,43308 MeV}
0+30P
30Al
31Si143117Silicium-3130,97536319(5) u
[30,9676832 u]
{-22,94904 MeV}
3/2+31Al
32Si143218Silicium-3231,9741515(3) u
[31,9664715 u]
{-24,07772 MeV}
0+32Al
33Si143319Silicium-3332,9779770(8) u
[32,970297 u]
{-20,51429 MeV}
3/2+1,21(3)33Al
34Al
34Si143420Silicium-3433,978575(15) u
[33,970895 u]
{-19,95726 MeV}
0+34Al
35Al
35Si143521Silicium-3534,98455(4) u
[34,97687 u]
{-14,39158 MeV}
(7/2)-- 1,639(4)35Al
36Si143622Silicium-3635,98665(8) u
[35,97897 u]
{-12,43544 MeV}
0+
37Si143723Silicium-3736,99295(12) u
[36,98527 u]
{-6,56703 MeV}
(5/2-)
38Si143824Silicium-3837,99552(11) u
[37,98784 u]
{-4,17309 MeV}
0+
39Si143925Silicium-3939,00249(15) u
[38,99481 u]
{2,31942 MeV}
(5/2-)
40Si144026Silicium-4040,00583(37) u
[39,99815 u]
{5,43061 MeV}
0+
41Si144127Silicium-4141,01301(60) u
[41,00533 u]
{12,11874 MeV}
7/2-
42Si144228Silicium-4242,01768(54) u
[42,01 u]
{16,46881 MeV}
0+
43Si144329Silicium-4343,02480(64) u
[43,01712 u]
{23,10105 MeV}
3/2-
44Si144430Silicium-4444,03061(64) u
[44,02293 u]
{28,51303 MeV}
0+

 

 

IsotopZerfall (radioaktiver Zerfall)AEMehr
HalbwertszeitZerfallsartAnteilEnergieInfo
1101112131415
Si-2229(2) msEE/β+ zu 22Al
β+, p zu 21Mg
68(4) %
32(4) %
15,14(64) MeV
AL
Si-2342,3(4) msEE/β+ zu 23Al
ε, p zu 22Mg
ε, 2p zu 21Na
25,4 %
71 %
3,6 %
17,002 MeV
16,880 MeV
11,378 MeV
AL
Si-24140(8) msEE/β+ zu 24Al
β+, p zu 23Mg
62(4) %
38(4) %
10,794(19) MeV
8,939 MeV
AL
Si-25220(3) msEE/β+ zu 25Al
β+, p zu 24Mg
65(2) %
35(2) %
12,743(10) MeV
10,469 MeV
AL
Si-262,2453(7) sEE/β+ zu 26Al100 %5,06914(13) MeVAL
Si-274,15(4) sEE/β+ zu 27Al100 %4,81236 MeVAL
Si-28stabilAL
Si-29stabilAL
Si-30stabilAL
Si-31157,36(26) minβ- zu 31P100 %1,49150(4) MeVAL
Si-32153(19) Jahreβ- zu 32P100 %0,2272(3) MeVAL
Si-336,11(21) sβ- zu 33P100 %5,8230(13) MeVAL
Si-342,77(20) sβ- zu 34P100 %4,592(14) MeVAL
Si-350,78(12) sβ- zu 35P
β-, n zu 34P
> 95 %
< 5 %
10,4974 MeV
2,11698 MeV
AL
Si-360,45(6) sβ- zu 36P
β-, n zu 35P
> 90 %
< 10 %
7,83339 MeV
4,3688 MeV
AL
Si-3790(60) msβ- zu 37P
β-, n zu 36P
β-, 2n zu 35P
83(13) %
17(13) %
?
12,4016 MeV
5,5854 MeV
AL
Si-3863(8) msβ- zu 38P
β-, n zu 37P
75(10) %
25(10) %
10,45(13) MeV
6,75(11) MeV
AL
Si-3947,5(20) msβ- zu 39P
β-, n zu 38P
β-, 2n zu 37P
100 %
?
?
15,09(18) MeV
8,87(15) MeV
AL
Si-4033,0(10) msβ- zu 40P
β-, n zu 39P
β-, 2n zu 38P
100 %
?
?
13,54(38) MeV
10,13(36) MeV
AL
Si-4120,0(25) msβ- zu 41P
β-, n zu 40P
100 %
> 0 %
17,10(57) MeV
12,16(58) MeV
AL
Si-4212,5(35) msβ- zu 42P
β-, n zu 41P
β-, 2n zu 40P
100 %
?
?
15,46(59) MeV
13,38(51) MeV
AL
Si-4360 nsβ- zu 43P
β-, n zu 42P
β-, 2n zu 41P
?
?
?
18,42(81) MeV
14,02(67) MeV
AL
Si-44360 nsβ- zu 44P
β-, n zu 43P
100 %
?
18,06(78) MeV
15,76(81) MeV
AL

 

Erläuterungen zu den einzelnen Spalten:

1 - Symbol mit Nukleonenzahl.
2 - Z = Anzahl der Protonen (Ordnungszahl).
3 - Massenzahl A.
4 - N = Anzahl der Neutronen.
5 - Bezeichnung des Silicium-Isotops; gegebenenfalls Trivialnamen.
6 - Relative Atommasse des Silicium-Isotops (Isotopenmasse inklusive Elektronen) und in eckigen Klammern die Masse des Atomkerns (Kernmasse, Nuklidmasse ohne Elektronen), jeweils bezogen auf 12C = 12,00000 [2]. Zusätzlich ist der Massenüberschuss (Massenexzess) in MeV angegeben.
7 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
8 - Kernmagnetisches Moment μmag.
9 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den Daten des jeweiligen Ausgangsnuklids zu finden.
10 - Zerfall: Halbwertszeiten des Silicium-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
11 - Zerfall: Zerfallsart in die jeweiligen Tochternuklide mit n = Neutronenemission; p = Protonenemission; α = Alpha-Zerfall; ß- = Beta-Minus-Zerfall unter Elektronenemission; EE = Elektroneneinfang; ß+ = Positronenemission; ε = ß+ und/oder EE; Iso = Isomerieübergang; CZ = Cluster-Zerfall; SZ = Spontanzerfall.
12 - Zerfall: Zerfallsanteil in Prozent (%).
13 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
14 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
15 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).

Sonstige:

()- Eingeklammerte Ziffern: Unsicherheit zur Darstellung der Streubreite des angegebenen Wertes.
~ - Theoretische Werte oder systematische Trends.
  - ungelistet-: Nuklide, die in der Literatur bereits erwänhnt wurden, aber aus irgendwelchen Gründen in den aktuellen Nuklidtabellen nicht mehr zu finden sind, weil sich deren Entdeckung z. B. nicht bestätigt hat.

 

NMR-aktive Silicium-Nuklide

Nuklid
Anteil
Spin I
Kernmagnetisches
Moment
μ/μN
Gyromagnetisches
Verhältnis
107 rad T-1 s-1
Quadrupol-
Moment
Q fm-2
Resonanz-
Frequenz
v0 bei 1 T
Relative
Empfindlichkeit
H0 = const.
v0 = const. *
29Si
4,673 %
1/2+
-0,555052(3)- 5,31888,46550,00786
0,1988

*) bezogen auf 1H = 1,000

 

Strahlenschutz

Für den Umgang mit den Silicium-Radionukliden gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2018) unter anderem folgende Werte (Spalten 1 bis 7):

NuklidFreigrenzenHRQ-SchwelleOFKTochternuklideHalbwertszeit
Si-31106 Bq1000 Bq/g10 TBq100 Bq/cm22,6 Stunden
Si-32+106 Bq100 Bq/g7 Bq132,0 Jahre (s.o.)

(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Siliciums

Zu den Silicium-Nukliden isobare Atomkerne befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).

Z:678910111213141516171819202122232425
ACNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMn
2222C22N22O22F22Ne22Na22Mg22Al22Si
2323N23O23F23Ne23Na23Mg23Al23Si
2424N24O24F24Ne24Na24Mg24Al24Si24P
2525N25O25F25Ne25Na25Mg25Al25Si25P
2626O26F26Ne26Na26Mg26Al26Si26P26S
2727F27Ne27Na27Mg27Al27Si27P27S
2828F28Ne28Na28Mg28Al28Si28P28S28Cl
2929F29Ne29Na29Mg29Al29Si29P29S29Cl
3030F30Ne30Na30Mg30Al30Si30P30S30Cl30Ar
3131F31Ne31Na31Mg31Al31Si31P31S31Cl31Ar
3232Ne32Na32Mg32Al32Si32P32S32Cl32Ar32K
3333Ne33Na33Mg33Al33Si33P33S33Cl33Ar33K
3434Ne34Na34Mg34Al34Si34P34S34Cl34Ar34K34Ca
3535Na35Mg35Al35Si35P35S35Cl35Ar35K35Ca
3636Na36Mg36Al36Si36P36S36Cl36Ar36K36Ca36Sc
3737Na37Mg37Al37Si37P37S37Cl37Ar37K37Ca37Sc
3838Mg38Al38Si38P38S38Cl38Ar38K38Ca38Sc38Ti
3939Mg39Al39Si39P39S39Cl39Ar39K39Ca39Sc39Ti
4040Mg40Al40Si40P40S40Cl40Ar40K40Ca40Sc40Ti40V
4141Al41Si41P41S41Cl41Ar41K41Ca41Sc41Ti41V41Cr
4242Al42Si42P42S42Cl42Ar42K42Ca42Sc42Ti42V42Cr42Mn
4343Al43Si43P43S43Cl43Ar43K43Ca43Sc43Ti43V43Cr43Mn
4444Si44P44S44Cl44Ar44K44Ca44Sc44Ti44V44Cr44Mn

 

Kernisotone Nuklide des Siliciums

Die zu den Silicium-Kernen isotonen Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.


89101112131415161718192021222324252627282930
10He
11Li12Li
12Be13Be14Be15Be16Be
13B14B15B16B17B18B19B20B21B
14C15C16C17C18C19C20C21C22C
15N16N17N18N19N20N21N22N23N24N25N
16O17O18O19O20O21O22O23O24O25O26O
17F18F19F20F21F22F23F24F25F26F27F28F29F30F31F
18Ne19Ne20Ne21Ne22Ne23Ne24Ne25Ne26Ne27Ne28Ne29Ne30Ne31Ne32Ne33Ne34Ne
19Na20Na21Na22Na23Na24Na25Na26Na27Na28Na29Na30Na31Na32Na33Na34Na35Na36Na37Na38Na39Na
20Mg21Mg22Mg23Mg24Mg25Mg26Mg27Mg28Mg29Mg30Mg31Mg32Mg33Mg34Mg35Mg36Mg37Mg38Mg39Mg40Mg
21Al22Al23Al24Al25Al26Al27Al28Al29Al30Al31Al32Al33Al34Al35Al36Al37Al38Al39Al40Al41Al42Al43Al
22Si23Si24Si25Si26Si27Si28Si29Si30Si31Si32Si33Si34Si35Si36Si37Si38Si39Si40Si41Si42Si43Si44Si
24P25P26P27P28P29P30P31P32P33P34P35P36P37P38P39P40P41P42P43P44P45P
26S27S28S29S30S31S32S33S34S35S36S37S38S39S40S41S42S43S44S45S46S
28Cl29Cl30Cl31Cl32Cl33Cl34Cl35Cl36Cl37Cl38Cl39Cl40Cl41Cl42Cl43Cl44Cl45Cl46Cl47Cl
30Ar31Ar32Ar33Ar34Ar35Ar36Ar37Ar38Ar39Ar40Ar41Ar42Ar43Ar44Ar45Ar46Ar47Ar48Ar
32K33K34K35K36K37K38K39K40K41K42K43K44K45K46K47K48K49K
34Ca35Ca36Ca37Ca38Ca39Ca40Ca41Ca42Ca43Ca44Ca45Ca46Ca47Ca48Ca49Ca50Ca
36Sc37Sc38Sc39Sc40Sc41Sc42Sc43Sc44Sc45Sc46Sc47Sc48Sc49Sc50Sc51Sc
38Ti39Ti40Ti41Ti42Ti43Ti44Ti45Ti46Ti47Ti48Ti49Ti50Ti51Ti52Ti
40V41V42V43V44V45V46V47V48V49V50V51V52V53V
41Cr42Cr43Cr44Cr45Cr46Cr47Cr48Cr49Cr50Cr51Cr52Cr53Cr54Cr
42Mn43Mn44Mn45Mn46Mn47Mn48Mn49Mn50Mn51Mn52Mn53Mn54Mn55Mn
45Fe46Fe47Fe48Fe49Fe50Fe51Fe52Fe53Fe54Fe55Fe56Fe
46Co47Co48Co49Co50Co51Co52Co53Co54Co55Co56Co57Co
48Ni49Ni50Ni51Ni52Ni53Ni54Ni55Ni56Ni57Ni58Ni
53Cu54Cu55Cu56Cu57Cu58Cu59Cu
54Zn55Zn56Zn57Zn58Zn59Zn60Zn
59Ga60Ga61Ga
60Ge61Ge62Ge
62As63As

 

Literatur und Hinweise

Eigenschaften der Silicium-Isotope

[1] - NuDat: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, based on ENSDF and the Nuclear Wallet Cards.

[2] - G. Audi et. al.: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics, (2003), DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.

[3] - Live Chart of Nuclides. Nuclear structure and decay data.

Silicium: Kernmagnetische Eigenschaften - 29Si-NMR

[4] - N. J. Stone: Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments. Atomic Data and Nuclear Data Tables, (2005), DOI 10.1016/j.adt.2005.04.001.

[5] - Pekka Pyykkö: Year-2008 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2008), DOI 10.1080/00268970802018367.

[6] - Pekka Pyykkö: Year-2017 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2018), DOI 10.1080/00268976.2018.1426131.

[7] - N. J. Stone: Table of recommended nuclear magnetic dipole moments. IAEA, (2019).

Weitere Quellen:

[8] - Isotopenhäufigkeiten, Atommassen und Isotopenmassen: Siehe unter dem jeweiligen Stichwort.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 05.07.2020.



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