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Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone.

Deux nucléides d'un même élément chimique sont dits isotopes s'ils partagent le même nombre de protons, Z, mais ont un nombre de neutrons, N, différent[1].

Par extension, un isotope est une classe d'atomes caractérisée par son nombre de protons Z et son nombre de neutrons N[2], sans distinction concernant le spin ou l'état énergétique.

Contexte — En physique nucléaire et en chimie, chaque noyau d'atome ou nucléide est défini par son nombre de protons Z (appelé aussi numéro atomique, qui définit d'ailleurs le type d'élément chimique), son nombre de neutrons N, son spin s et son niveau énergétique.

Les isotopes ne doivent pas être confondus avec :

  • les isotones, nucléides ayant le même nombre de neutrons mais un nombre de protons différent (Z ≠ Z' mais N = N') ;
  • les isobares, nucléides ayant des nombres de protons différents, des nombres de neutrons différents, mais des nombres de masse identiques (Z ≠ Z', N ≠ N', mais Z + N = A = A' = Z' + N') ;
  • les isomères, nucléides ayant le même nombre de protons Z et le même nombre de neutrons N (donc aussi le même nombre de masse A), mais pas le même spin ni le même niveau énergétique.

Notation

Chaque isotope est représenté par un symbole A
ZM composé de :

Le carbone 12 et le carbone 14, deux isotopes de l'élément carbone, sont ainsi notés 12
6C et 14
6C. Le numéro atomique est souvent omis, car redondant avec le symbole chimique[alpha 1] : 12C et 14C, par exemple.

On peut également représenter les isotopes par leur nom suivi de leur nombre de masse séparé par une espace (et non un tiret, contrairement à l'anglais) : carbone 14, oxygène 18, fer 56, etc.

Cas particulier de l'hydrogène : les isotopes les plus courants de l'hydrogène sont normalement notés 1H (protium), 2H (deutérium) et 3H (tritium), mais l'IUPAC admet aussi (sans toutefois le recommander) l'usage des symboles D et T pour le deutérium et le tritium[alpha 2], en raison de l'effet isotopique marqué de ces isotopes par rapport au protium.

Propriétés

Les propriétés des atomes étant essentiellement régies par leurs cortèges électroniques, les isotopes d'un même élément chimique ont essentiellement les mêmes propriétés physiques et chimiques, qualitativement et quantitativement[alpha 3]. La différence de masse entre isotopes, parce qu'elle affecte l'énergie cinétique des atomes et des molécules, entraîne cependant de légères différences de propriétés, appelées effets isotopiques. Ces effets sont d'autant plus importants que la différence relative de masse est grande ; ils sont donc maximaux pour l'hydrogène (la masse de 2H est le double de celle de 1H) et minimaux pour les éléments les plus lourds (la masse de 235U, par exemple, n'est supérieure à celle de 234U que de 0,4 %).

  • Un premier effet concerne les propriétés à l'équilibre. Quand dans un corps simple on remplace un atome par un isotope plus lourd, on augmente notamment, mais légèrement, les températures de fusion et d'ébullition, ainsi que les chaleurs latentes correspondantes (de fusion et de vaporisation). Leurs valeurs sont ainsi de 3,81 °C, 101,42 °C, 6,132 kJ/mol et 41,521 kJ/mol pour l'eau lourde 2H216O, contre 0 °C, 100 °C, 6,007 kJ/mol et 40,657 kJ/mol pour l'eau légère 1H216O.
  • Un second effet concerne la vitesse des processus de retour à l'équilibre (écoulement, diffusion, réactions chimiques, etc.). Quand dans un corps simple on remplace un atome par un isotope plus lourd, toutes ces vitesses sont diminuées. La viscosité de l'eau à 20 °C est ainsi de 1,246 7 × 10−3 Pa s pour l'eau lourde, contre 1,001 6 × 10−3 Pa s pour l'eau légère.

Ces effets sont mis à profit pour séparer les isotopes (pour la recherche, la médecine et l'industrie nucléaire, notamment). Les températures d'ébullition légèrement différentes ont par exemple permis les premiers enrichissements isotopiques par distillation à l'aide d'une colonne de distillation à bande tournante[3]. L'enrichissement en 235U de l'uranium naturel se fait aujourd'hui par diffusion thermique, diffusion à l'état gazeux, centrifugation ou séparation électromagnétique.

Stabilité

Il existe 80 éléments chimiques ayant au moins un isotope stable, de l'hydrogène 1H au plomb 82Pb (81 éléments si l'on inclut le bismuth 83Bi[alpha 4]). Le technétium 43Tc, le prométhium 61Pm et tous les éléments de numéro atomique supérieur à 83 n'ont, quant à eux, aucun isotope stable.

Diagramme Z-N et vallée de stabilité des isotopes. Voir les détails sur le site suivant : http://www.ostralo.net/3_animations/swf/diagrammeNZ_1.swf

Le noyau d'un atome est constitué d'une part de protons qui se repoussent sous l'action de l'interaction électromagnétique (les charges électriques de même nature se repoussent) mais qui s'attirent sous l'action de l'interaction forte. Dans un noyau, la stabilité est donc assurée par l'interaction forte, et par les neutrons qui, éloignant les protons les uns des autres, diminuent l'intensité de la répulsion électromagnétique entre les protons, d'où les propriétés suivantes :

Pour ces centaines d'isotopes naturels, les nombres respectifs de protons et de neutrons semblent respecter certaines règles :

  • le nombre de neutrons est à peu près égal à celui des protons pour les éléments légers ; à partir du 21Sc, le nombre de neutrons devient supérieur au nombre de protons, l'excédent dépassant 50 % pour les éléments les plus lourds ;
  • certains noyaux particulièrement stables contiennent des protons ou des neutrons (ou les deux) en nombre égal à un des « nombres magiques » suivants : 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126.Selon les théories actuelles, ces valeurs correspondraient à des noyaux possédant des couches complètes de neutrons ou de protons ;
  • les éléments de nombre Z impair possèdent moins d'isotopes stables que les éléments de nombre Z pair.

Il existe des milliers de noyaux instables, de durée de vie très courte (jusqu'à 10−23 seconde), qui ne peuvent être produits qu'en laboratoire. On les qualifie de noyaux exotiques, notamment en raison de leurs propriétés spécifiques (grandes déformations, halos de neutron, etc.).

Utilisations

Analyse isotopique

Un exemple très connu de couple d'isotopes est constitué par le carbone : le carbone est présent en grande majorité sous son isotope de masse atomique 12 (le « carbone 12 ») ; d'autre part, on peut trouver en faible quantité l'isotope de masse atomique 14 (le carbone 14), qui est chimiquement strictement équivalent au carbone 12, mais qui est radioactif. En effet, les neutrons supplémentaires du noyau rendent l'atome instable. Il se désintègre en donnant de l'azote 14 et en émettant un rayonnement bêta.

  • Le rapport 18O/16O (par exemple dans les apatites des fossiles de vertébrés) permet, dans une certaine mesure, de reconstituer certains paléoclimats[4] ;
  • Dans le domaine médical (médecine légale, médecine du travail, toxicologie, etc.) l'analyse isotopique permet de différencier diverses sources de contamination, et souvent d'identifier ainsi la source d'une intoxication[5].
  • Dans le domaine de l'évaluation environnementale, l'analyse isotopique d'un organisme, du sol ou de sédiments permet de différencier la partie naturelle de la part anthropique d'une contamination par certains métaux, dont le plomb[6]. Sur la base de signatures isotopiques particulières, on peut distinguer le plomb de céramiques, du plomb issu de la combustion du charbon et de l'essence[6]. On peut ainsi tracer l'origine d'une pollution actuelle ou passée (déposée dans les sédiments). On a ainsi pu montrer que dans la Baie de San Simón (partie intérieure de la Ría de Vigo située au nord-ouest de l'Espagne), selon les époques, l'homme a été responsable de 25 à 98 % des apports de plomb trouvé dans les échantillons de la zone intertidale, et de 9 à 84 % dans les échantillons subtidaux. Les variations temporelles observées dans les carottes de sédiments ont pu être reliées, d'abord aux retombées de fumées de combustion de charbon (60 à 70 % du plomb de la baie) avant la création d'une usine de céramique dans la région (dans les années 1970), qui est alors devenue la principale source de plomb (de 95 à 100 % des apports), avant qu'une nouvelle source soit dominante : l'essence plombée[6]. L'histoire des immiscions de plomb dans l'environnement de cette baie a pu être ainsi déterminée pour tout le XXe siècle, et même pour le XIXe siècle pour la zone subtidale[6].
  • L'analyse isotopique est utilisée dans les études du réseau trophique. En effet, les consommateurs présentent une signature isotopique directement reliée à celle de leurs aliments (elle en diffère peu, et suivant une loi connue). En analysant les rapports isotopiques d'un consommateur et de ses aliments potentiels, il est possible de reconstituer le régime probable du consommateur[7].
  • La lutte contre les fraudes utilise la précision de ces analyses pour élucider des responsabilités criminelles (détermination de la marque d'une cartouche de chasse ou origine d'une balle à partir d'un échantillon de plomb) ou de fraudes alimentaires[8] (par exemple l'analyse des rapports isotopiques stables (13C/12C et 15N/14N) d'échantillons de viande d'agneau (mesurée par spectrométrie de masse isotopique) permet de confirmer ou infirmer une origine géographique, ou même de savoir si l'animal a uniquement tété le lait de sa mère, ou reçu des supplémentations solides (maïs, soja…) ou été nourri d'herbe naturelle[8]…
    Ces analyses permettent aussi de différencier certains types d'agneau, mais aussi de vin, de jus de fruits, de miel[8] ou de produits laitiers et fromages (dont AOC par exemple[9]).
    Un simple échantillon haché solide suffit et permet d'acquérir l'information pour un grand nombre de métabolites (acides aminés, acides gras, sucres, etc.)[10].

Séparation des isotopes par centrifugation

La proportion de l'isotope stable par rapport à l'isotope instable est la même dans l'atmosphère et dans les tissus des êtres vivants, mais elle varie régulièrement au cours du temps à la mort de l'individu, puisque les échanges sont stoppés. C'est sur cette variation que se base la plus connue des méthodes de datation radioactive par couple d'isotopes, qui est la méthode de datation par le carbone 14. C'est certainement l'application la plus importante du concept d'isotope. Les traceurs isotopiques sont une autre application de ce concept.

Une application majeure est la séparation des isotopes 235U et 238U de l'uranium, aussi appelé enrichissement ; cette séparation est obtenue par diffusion gazeuse ou par centrifugation d'hexafluorure d'uranium UF6.

La centrifugation se réalise dans une cascade de centrifugeuses qui élèvent petit à petit le taux de 235U dans le mélange 235U-238U, pour des applications civiles (enrichissement de 5 %) ou militaires (90 %).

Les centrifugeuses sont des cylindres étroits tournant à vitesse élevée. La force centrifuge est égale à M.ω2.r où M est la masse unitaire, ω la vitesse angulaire de rotation et r le rayon du cylindre. Pour éviter une rupture mécanique, on choisit r petit et, afin d'avoir une force appréciable, on choisit ω très élevée (la force est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation). Le taux d'enrichissement recherché est obtenu en disposant une quantité importante de centrifugeuses en série (des milliers). Ce mode de séparation est utilisé par des industriels canadiens, russes, européens.

Manipulation et observation d'isotopes sous microscopie électronique

Une expérience permettant la mesure de vibrations atomiques dans un microscope électronique a été décrite en 2022. Il devient possible d'identifier les isotopes chimiques à une échelle sub-nanométrique. Ceci devrait permettre, à cette résolution, de construire et suivre des domaines isotopiques[11].

Table des isotopes

Table des isotopes

Les demi-vies sont indiquées par la couleur de la cellule de chaque isotope ; les isotopes ayant deux modes de désintégration qui diffèrent par leur demi-vie ont des couleurs de fond et de bordure différentes.

Demi-vies
ÉlInstableSimplement listés mais non détaillés
Él1-10 jours
Él10-100 jours
Él100 jours - 10 années
Él10-10 000 années
Él>10 000 années
ÉlRadioélément naturel. Période < 1012 a
ÉlStable. Période > 1012 aCouleur de fond grise et bordure ocre si le radionucléide est présent dans la nature
Liste complète des isotopes connus
p 1
H 2 3 4 5
n H He Li Be B 6
1 D 3He 4Li 5Be 6B C 7
2 T 4He 5Li 6Be 7B 8C N 8
3 4H 5He 6Li 7Be 8B 9C 10N O 9
4 5H 6He 7Li 8Be 9B 10C 11N 12O F 10
5 6H 7He 8Li 9Be 10B 11C 12N 13O 14F Ne 11 12
6 7H 8He 9Li 10Be 11B 12C 13N 14O 15F 16Ne Na Mg 13 14
7 9He 10Li 11Be 12B 13C 14N 15O 16F 17Ne 18Na 19Mg Al Si 15
8 10He 11Li 12Be 13B 14C 15N 16O 17F 18Ne 19Na 20Mg 21Al 22Si P 16
9 12Li 13Be 14B 15C 16N 17O 18F 19Ne 20Na 21Mg 22Al 23Si 24P S 17
10 14Be 15B 16C 17N 18O 19F 20Ne 21Na 22Mg 23Al 24Si 25P 26S Cl 18
11 15Be 16B 17C 18N 19O 20F 21Ne 22Na 23Mg 24Al 25Si 26P 27S 28Cl Ar 19
12 16Be 17B 18C 19N 20O 21F 22Ne 23Na 24Mg 25Al 26Si 27P 28S 29Cl 30Ar K 20
13 18B 19C 20N 21O 22F 23Ne 24Na 25Mg
26Al
 27Si 28P 29S 30Cl 31Ar 32K Ca 21
14 19B 20C 21N 22O 23F 24Ne 25Na 26Mg 27Al 28Si 29P 30S 31Cl 32Ar 33K 34Ca Sc 22
15 21C 22N 23O 24F 25Ne 26Na 27Mg 28Al 29Si 30P 31S 32Cl 33Ar 34K 35Ca 36Sc Ti 23
16 22C 23N 24O 25F 26Ne 27Na 28Mg 29Al 30Si 31P 32S 33Cl 34Ar 35K 36Ca 37Sc 38Ti V 24
17 24N 25O 26F 27Ne 28Na 29Mg 30Al 31Si 32P 33S 34Cl 35Ar 36K 37Ca 38Sc 39Ti 40V Cr 25 26
18 25N 26O 27F 28Ne 29Na 30Mg 31Al 32Si 33P 34S 35Cl 36Ar 37K 38Ca 39Sc 40Ti 41V 42Cr Mn Fe 27 28
19 27O 28F 29Ne 30Na 31Mg 32Al 33Si 34P 35S 36Cl 37Ar 38K 39Ca 40Sc 41Ti 42V 43Cr 44Mn 45Fe Co Ni
20 28O 29F 30Ne 31Na 32Mg 33Al 34Si 35P 36S 37Cl 38Ar 39K 40Ca 41Sc 42Ti 43V 44Cr 45Mn 46Fe 47Co 48Ni
21 30F 31Ne 32Na 33Mg 34Al 35Si 36P 37S 38Cl 39Ar 40K 41Ca 42Sc 43Ti 44V 45Cr 46Mn 47Fe 48Co 49Ni 29
22 31F 32Ne 33Na 34Mg 35Al 36Si 37P 38S 39Cl 40Ar 41K 42Ca 43Sc 44Ti 45V 46Cr 47Mn 48Fe 49Co 50Ni Cu 30
23 33Ne 34Na 35Mg 36Al 37Si 38P 39S 40Cl 41Ar 42K 43Ca 44Sc 45Ti 46V 47Cr 48Mn 49Fe 50Co 51Ni 52Cu Zn 31
24 34Ne 35Na 36Mg 37Al 38Si 39P 40S 41Cl 42Ar 43K 44Ca 45Sc 46Ti 47V 48Cr 49Mn 50Fe 51Co 52Ni 53Cu 54Zn Ga 32
25 36Na 37Mg 38Al 39Si 40P 41S 42Cl 43Ar 44K 45Ca
46Sc
 47Ti 48V 49Cr 50Mn 51Fe 52Co 53Ni 54Cu 55Zn 56Ga Ge 33
26 37Na 38Mg 39Al 40Si 41P 42S 43Cl 44Ar 45K 46Ca 47Sc 48Ti 49V 50Cr 51Mn 52Fe 53Co 54Ni 55Cu 56Zn 57Ga 58Ge As
27 39Mg 40Al 41Si 42P 43S 44Cl 45Ar 46K 47Ca 48Sc 49Ti
50V
 51Cr
52Mn
 53Fe 54Co 55Ni 56Cu 57Zn 58Ga 59Ge 60As
28 40Mg 41Al 42Si 43P 44S 45Cl 46Ar 47K 48Ca 49Sc 50Ti 51V 52Cr 53Mn 54Fe 55Co 56Ni 57Cu 58Zn 59Ga 60Ge 61As
29 42Al 43Si 44P 45S 46Cl 47Ar 48K 49Ca 50Sc 51Ti 52V 53Cr 54Mn 55Fe 56Co 57Ni 58Cu 59Zn 60Ga 61Ge 62As 34
30 44Si 45P 46S 47Cl 48Ar 49K 50Ca 51Sc 52Ti 53V 54Cr 55Mn 56Fe 57Co 58Ni 59Cu 60Zn 61Ga 62Ge 63As Se 35
31 46P 47S 48Cl 49Ar 50K 51Ca 52Sc 53Ti 54V 55Cr 56Mn 57Fe
58Co
 59Ni 60Cu 61Zn 62Ga 63Ge 64As 65Se Br 36
32 48S 49Cl 50Ar 51K 52Ca 53Sc 54Ti 55V 56Cr 57Mn 58Fe 59Co 60Ni 61Cu 62Zn 63Ga 64Ge 65As 66Se 67Br Kr 37
33 49S 50Cl 51Ar 52K 53Ca 54Sc 55Ti 56V 57Cr 58Mn 59Fe
60Co
 61Ni 62Cu 63Zn 64Ga 65Ge 66As 67Se 68Br 69Kr Rb 38
34 51Cl 52Ar 53K 54Ca 55Sc 56Ti 57V 58Cr 59Mn 60Fe 61Co 62Ni 63Cu 64Zn 65Ga 66Ge 67As 68Se 69Br 70Kr 71Rb Sr 39
35 53Ar 54K 55Ca 56Sc 57Ti 58V 59Cr 60Mn 61Fe 62Co 63Ni 64Cu 65Zn 66Ga 67Ge 68As 69Se 70Br 71Kr 72Rb Y 40
36 55K 56Ca 57Sc 58Ti 59V 60Cr 61Mn 62Fe 63Co 64Ni 65Cu 66Zn 67Ga 68Ge 69As 70Se 71Br 72Kr 73Rb Zr
37 57Ca 58Sc 59Ti 60V 61Cr 62Mn 63Fe 64Co 65Ni 66Cu 67Zn 68Ga 69Ge 70As 71Se 72Br 73Kr 74Rb
38 59Sc 60Ti 61V 62Cr 63Mn 64Fe 65Co 66Ni 67Cu 68Zn 69Ga 70Ge 71As 72Se 73Br 74Kr 75Rb
39 60Sc 61Ti 62V 63Cr 64Mn 65Fe 66Co 67Ni 68Cu 69Zn 70Ga
71Ge
 72As 73Se 74Br 75Kr 76Rb 77Sr
40 62Ti 63V 64Cr 65Mn 66Fe 67Co 68Ni 69Cu 70Zn 71Ga 72Ge 73As 74Se 75Br 76Kr 77Rb 78Sr
41 63Ti 64V 65Cr 66Mn 67Fe 68Co 69Ni 70Cu 71Zn 72Ga 73Ge 74As 75Se 76Br 77Kr 78Rb 79Sr 81Zr 41
42 65V 66Cr 67Mn 68Fe 69Co 70Ni 71Cu 72Zn 73Ga 74Ge 75As 76Se
77Br
 78Kr 79Rb 80Sr 81Y 82Zr Nb 42
43 67Cr 68Mn 69Fe 70Co 71Ni 72Cu 73Zn 74Ga 75Ge 76As
77Se
 78Br
79Kr
 80Rb 81Sr 82Y 83Zr 84Nb Mo
44 69Mn 70Fe 71Co 72Ni 73Cu 74Zn 75Ga 76Ge 77As 78Se
79Br
 80Kr 81Rb 82Sr 83Y 84Zr 43
45 71Fe 72Co 73Ni 74Cu 75Zn 76Ga 77Ge 78As
79Se
 80Br
81Kr
 82Rb
83Sr
 84Y 85Zr 86Nb 87Mo Tc
46 72Fe 73Co 74Ni 75Cu 76Zn 77Ga 78Ge 79As 80Se 81Br 82Kr 83Rb 84Sr 85Y 86Zr 87Nb 88Mo 44
47 74Co 75Ni 76Cu 77Zn 78Ga 79Ge 80As 81Se
82Br
 83Kr
84Rb
85Sr
 86Y 87Zr 88Nb 89Mo 90Tc Ru 45
48 75Co 76Ni 77Cu 78Zn 79Ga 80Ge 81As 82Se 83Br 84Kr 85Rb 86Sr
87Y
 88Zr 89Nb 90Mo 91Tc 92Ru Rh 46
49 77Ni 78Cu 79Zn 80Ga 81Ge 82As 83Se 84Br
85Kr
86Rb
87Sr
88Y
89Zr
 90Nb 91Mo 92Tc 93Ru Pd 47 48
50 78Ni 79Cu 80Zn 81Ga 82Ge 83As 84Se 85Br 86Kr 87Rb 88Sr
89Y
90Zr
91Nb
 92Mo 93Tc 94Ru 95Rh Ag Cd
51 80Cu 81Zn 82Ga 83Ge 84As 85Se 86Br 87Kr 88Rb 89Sr
90Y
 91Zr
92Nb
93Mo
 94Tc 95Ru 96Rh 97Pd
52 82Zn 83Ga 84Ge 85As 86Se 87Br 88Kr 89Rb 90Sr
91Y
 92Zr
93Nb
 94Mo
95Tc
 96Ru 97Rh 98Pd 99Ag 100Cd 49
53 83Zn 84Ga 85Ge 86As 87Se 88Br 89Kr 90Rb 91Sr 92Y 93Zr
94Nb
 95Mo
96Tc
 97Ru 98Rh 99Pd 100Ag 101Cd In 50 51 52
54 85Ga 86Ge 87As 88Se 89Br 90Kr 91Rb 92Sr 93Y 94Zr
95Nb
 96Mo
97Tc
 98Ru
99Rh
 100Pd 101Ag 102Cd Sn Sb Te
55 86Ga 87Ge 88As 89Se 90Br 91Kr 92Rb 93Sr 94Y 95Zr 96Nb 97Mo 98Tc 99Ru 100Rh 101Pd 102Ag 103Cd 104In 107Te
56 88Ge 89As 90Se 91Br 92Kr 93Rb 94Sr 95Y 96Zr 97Nb 98Mo
99Tc
 100Ru
101Rh
 102Pd 103Ag 104Cd 105In 108Te
57 89Ge 90As 91Se 92Br 93Kr 94Rb 95Sr 96Y 97Zr 98Nb 99Mo 100Tc 101Ru 102Rh 103Pd 104Ag 105Cd 106In 107Sn 109Te 53 54
58 91As 92Se 93Br 94Kr 95Rb 96Sr 97Y 98Zr 99Nb 100Mo 101Tc 102Ru
103Rh
 104Pd
105Ag
 106Cd 107In 108Sn I Xe 55
59 92As 93Se 94Br 95Kr 96Rb 97Sr 98Y 99Zr 100Nb 101Mo 102Tc 103Ru 104Rh 105Pd
106Ag
 107Cd 108In 109Sn 110Sb 111Te 113Xe Cs
60 94Se 95Br 96Kr 97Rb 98Sr 99Y 100Zr 101Nb 102Mo 103Tc 104Ru
105Rh
 106Pd
107Ag
 108Cd 109In 110Sn 111Sb 112Te 113I 114Xe 56
61 96Br 97Kr 98Rb 99Sr 100Y 101Zr 102Nb 103Mo 104Tc 105Ru 106Rh
107Pd
108Ag
 109Cd 110In 111Sn 112Sb 113Te 114I 115Xe 116Cs Ba
62 97Br 98Kr 99Rb 102Zr 103Nb 104Mo 105Tc 106Ru 107Rh 108Pd
109Ag
 110Cd
111In
 112Sn 113Sb 114Te 115I 116Xe 117Cs
63 99Kr 102Y 104Nb 105Mo 106Tc 107Ru 108Rh 109Pd
110Ag
111Cd
 112In
113Sn
 114Sb 115Te 116I 117Xe 118Cs 119Ba 57
64 100Kr 105Nb 106Mo 107Tc 108Ru 109Rh 110Pd
111Ag
 112Cd
113In
 114Sn 115Sb 116Te 117I 118Xe 119Cs La
65 106Nb 107Mo 108Tc 109Ru 110Rh 111Pd 112Ag
113Cd
114In
 115Sn 116Sb 117Te 118I 119Xe 120Cs 121Ba
66 108Mo 109Tc 110Ru 111Rh 112Pd 113Ag 114Cd
115In
 116Sn 117Sb 118Te 119I 120Xe 121Cs 122Ba
67 110Tc 111Ru 112Rh 113Pd 114Ag
115Cd
 116In
117Sn
 118Sb
119Te
 120I 121Xe 122Cs 123Ba 58
68 112Ru 113Rh 114Pd 115Ag 116Cd 117In 118Sn 119Sb 120Te 121I 122Xe 123Cs 124Ba 125La Ce
69 113Ru 114Rh 115Pd 116Ag 117Cd 118In
119Sn
120Sb
121Te
 122I 123Xe 124Cs 125Ba 126La
70 116Pd 117Ag 118Cd 119In 120Sn 121Sb 122Te 123I 124Xe 125Cs 126Ba 127La 59
71 117Pd 118Ag 119Cd 120In
121Sn
122Sb
123Te
 124I 125Xe 126Cs 127Ba 128La 129Ce Pr 60
72 118Pd 119Ag 120Cd 121In 122Sn 123Sb 124Te 125I 126Xe 127Cs 128Ba 129La 130Ce Nd
73 120Ag 121Cd 122In
123Sn
124Sb
125Te
 126I
127Xe
 128Cs 129Ba 130La 131Ce 132Pr 61 62 63
74 121Ag 122Cd 123In 124Sn 125Sb 126Te 127I 128Xe 129Cs 130Ba 131La 132Ce 133Pr 134Nd Pm Sm Eu
75 122Ag 124In
125Sn
126Sb
127Te
 128I
129Xe
 130Cs
131Ba
 132La 133Ce 134Pr 135Nd 137Sm 64
76 123Ag 124Cd 125In 126Sn 127Sb 128Te 129I 130Xe 131Cs 132Ba 133La 134Ce 135Pr 136Nd 137Pm 138Sm 139Eu Gd
77 126In 127Sn 128Sb
129Te
 130I
131Xe
 132Cs
133Ba
 134La 135Ce 136Pr 137Nd 138Pm 139Sm 140Eu 65
78 127In 128Sn 129Sb 130Te 131I 132Xe 133Cs 134Ba 135La 136Ce 137Pr 138Nd 139Pm 140Sm 141Eu 142Gd Tb 66
79 128In 129Sn 130Sb
131Te
 132I 133Xe
134Cs
135Ba
 136La 137Ce 138Pr 139Nd 140Pm 141Sm 142Eu 143Gd Dy 67 68 69
80 129In 130Sn 131Sb 132Te 133I 134Xe
135Cs
136Ba
 137La 138Ce 139Pr 140Nd 141Pm 142Sm 143Eu 144Gd Ho Er Tm 70
81 130In 131Sn 132Sb 133Te 134I 135Xe
136Cs
137Ba
 138La
139Ce
 140Pr 141Nd 142Pm 143Sm 144Eu 145Gd 146Tb 147Dy Yb 71
82 131In 132Sn 133Sb 134Te 135I 136Xe 137Cs 138Ba 139La 140Ce 141Pr 142Nd 143Pm 144Sm 145Eu 146Gd 147Tb 148Dy 150Er 151Tm Lu 72
83 132In 133Sn 134Sb 135Te 136I 137Xe 138Cs 139Ba 140La 141Ce 142Pr 143Nd 144Pm 145Sm 146Eu 147Gd 148Tb 149Dy 150Ho 151Er Hf
84 134Sn 135Sb 136Te 137I 138Xe 139Cs 140Ba 141La
142Ce
 143Pr
144Nd
 145Pm 146Sm 147Eu 148Gd 149Tb 150Dy 151Ho 152Er 153Tm 154Yb 155Lu
85 136Sb 137Te 138I 139Xe 140Cs 141Ba 142La 143Ce 144Pr 145Nd 146Pm 147Sm 148Eu 149Gd 150Tb 151Dy 152Ho 153Er 154Tm 155Yb 156Lu 157Hf 73 74
86 138Te 139I 140Xe 141Cs 142Ba 143La 144Ce 145Pr 146Nd 147Pm
148Sm
 149Eu 150Gd 151Tb 152Dy 153Ho 154Er 155Tm 156Yb 158Hf Ta W
87 140I 141Xe 142Cs 143Ba 144La 145Ce 146Pr 147Nd
148Pm
149Sm
150Eu
 151Gd 152Tb 153Dy 154Ho 155Er 156Tm 157Yb 159Hf
88 141I 142Xe 143Cs 144Ba 145La 146Ce 147Pr 148Nd 149Pm 150Sm 151Eu
152Gd
 153Tb 154Dy 155Ho 156Er 157Tm 158Yb 160Hf 162W
89 142I 143Xe 144Cs 145Ba 146La 147Ce 148Pr 149Nd 150Pm 151Sm
152Eu
 153Gd 154Tb 155Dy 156Ho 157Er 158Tm 161Hf 163W
90 144Xe 145Cs 146Ba 147La 148Ce 149Pr 150Nd 151Pm 152Sm 153Eu 154Gd 155Tb 156Dy 157Ho 158Er 159Tm 160Yb 161Lu 164W 75 76
91 145Xe 146Cs 148La 149Ce 150Pr 151Nd 152Pm 153Sm
154Eu
 155Gd
156Tb
 157Dy 158Ho 159Er 160Tm 161Yb 162Lu 165W Re Os 77
92 150Ce 151Pr 152Nd 153Pm 154Sm 155Eu 156Gd 157Tb 158Dy 159Ho 160Er 161Tm 162Yb 166W Ir 78
93 151Ce 154Pm 155Sm 156Eu 157Gd
158Tb
 159Dy 160Ho 161Er 162Tm 163Yb 164Lu 166Ta 169Os Pt 79
94 154Nd 156Sm 157Eu 158Gd 159Tb 160Dy 161Ho 162Er 163Tm 164Yb 165Lu 166Hf 167Ta 170Os 171Ir Au 80
95 157Sm 158Eu 159Gd 160Tb 161Dy 162Ho 163Er 164Tm 165Yb 166Lu 167Hf 168Ta 170Re 171Os 172Ir 173Pt Hg
96 159Eu 160Gd 161Tb 162Dy
163Ho
 164Er 165Tm 166Yb 167Lu 168Hf 169Ta 170W 172Os 171Ir 174Pt 175Au
97 160Eu 161Gd 162Tb 163Dy 164Ho 165Er 166Tm 167Yb 168Lu 169Hf 170Ta 171W 172Re 173Os 174Ir 175Pt 176Au 177Hg
98 162Gd 163Tb 164Dy 165Ho 166Er 167Tm 168Yb
169Lu
 170Hf 171Ta 172W 174Os 175Ir 176Pt 177Au 178Hg
99 164Tb 165Dy
166Ho
167Er
 168Tm
169Yb
 170Lu 171Hf 172Ta 173W 174Re 175Os 176Ir 177Pt 178Au 179Hg 81
100 166Dy 167Ho 168Er 169Tm 170Yb
171Lu
 172Hf 173Ta 174W 175Re 176Os 177Ir 178Pt 179Au 180Hg Tl 82
101 167Dy 168Ho 169Er 170Tm 171Yb
172Lu
 173Hf 174Ta 175W 176Re 177Os 178Ir 179Pt 181Hg Pb
102 169Ho 170Er 171Tm 172Yb 173Lu
174Hf
 175Ta 176W 177Re 178Os 179Ir 180Pt 181Au 182Hg
103 170Ho 171Er 172Tm 173Yb 174Lu 175Hf 176Ta 177W 178Re 179Os 180Ir 181Pt 182Au 183Hg 184Tl 185Pb 83
104 172Er 173Tm 174Yb 175Lu 176Hf 177Ta 178W 179Re 180Os 181Ir 182Pt 183Au 184Hg 185Tl 186Pb Bi
105 173Er 174Tm
175Yb
176Lu
177Hf
 178Ta 179W 180Re 181Os 182Ir 183Pt 184Au 185Hg 186Tl 187Pb 84
106 175Tm
176Yb
177Lu
178Hf
 179Ta 180W 181Re 182Os 183Ir 184Pt 185Au 186Hg 187Tl 188Pb 189Bi Po 85
107 176Tm 177Yb 178Lu
179Hf
180mTa
 181W
182Re
 183Os 184Ir 185Pt 186Au 187Hg 188Tl 189Pb 190Bi At
108 178Yb 179Lu
180Hf
 181Ta 182W 183Re 184Os 185Ir 186Pt 187Au 188Hg 189Tl 190Pb 191Bi
109 180Lu 181Hf
182Ta
183W
184Re
 185Os 186Ir 187Pt 188Au 189Hg 190Tl 191Pb 192Bi 193Po 194At
110
182Hf
 183Ta 184W 185Re
186Os
 187Ir 188Pt 189Au 190Hg 191Tl 192Pb 193Bi 194Po 195At 86
111 183Hf 184Ta
185W
186Re
 187Os 188Ir 189Pt 190Au 191Hg 192Tl 193Pb 194Bi 195Po 196At Rn
112 184Hf 185Ta 186W 187Re 188Os 189Ir 190Pt 191Au 192Hg 193Tl 194Pb 195Bi 196Po 197At 87
113 185Hf 186Ta 187W 188Re
189Os
190Ir
 191Pt 192Au 193Hg 194Tl 195Pb 196Bi 197Po 198At Fr
114 188W 189Re
190Os
191Ir
 192Pt 193Au 194Hg 195Tl 196Pb 197Bi 198Po 199At 200Rn 88
115 189W 190Re 191Os
192Ir
193Pt
 194Au
195Hg
 196Tl 197Pb 198Bi 199Po 200At 201Rn Ra
116 190W 191Re
192Os
193Ir
 194Pt
195Au
 196Hg 197Tl 198Pb 199Bi 200Po 201At 202Rn 203Fr 89
117 192Re 193Os 194Ir
195Pt
196Au
197Hg
 198Tl 199Pb 200Bi 201Po 202At 203Rn 204Fr Ac
118 194Os 195Ir 196Pt
197Au
198Hg
 199Tl 200Pb 201Bi 202Po 203At 204Rn 205Fr 206Ra
119 195Os 196Ir 197Pt 198Au 199Hg 200Tl 201Pb 202Bi 203Po 204At 205Rn 206Fr 207Ra 90
120 196Os 197Ir 198Pt 199Au 200Hg 201Tl
202Pb
 203Bi 204Po 205At 206Rn 207Fr 208Ra 209Ac Th
121 198Ir 199Pt 200Au 201Hg 202Tl
203Pb
 204Bi 205Po 206At 207Rn 208Fr 209Ra 210Ac 91
122 200Pt 201Au 202Hg 203Tl
204Pb
 205Bi 206Po 207At 208Rn 209Fr 210Ra 211Ac Pa
123 201Pt 202Au 203Hg 204Tl 205Pb 206Bi 207Po 208At 209Rn 210Fr 211Ra 212Ac 213Th
124 203Au 204Hg 205Tl 206Pb 207Bi 208Po 209At 210Rn 211Fr 212Ra 213Ac 214Th
125 204Au 205Hg 206Tl
207Pb
 208Bi 209Po 210At 211Rn 212Fr 213Ra 214Ac 215Th 216Pa
126 206Hg 207Tl 208Pb
209Bi
 210Po 211At 212Rn 213Fr 214Ra 215Ac 216Th
127 208Tl 209Pb
210Bi
 211Po 212At 213Rn 214Fr 215Ra 216Ac 217Th
128 209Tl 210Pb 211Bi 212Po 213At 214Rn 215Fr 216Ra 217Ac 218Th
129 210Tl 211Pb 212Bi 213Po 214At 215Rn 216Fr 217Ra 218Ac 219Th
130 212Pb 213Bi 214Po 215At 216Rn 217Fr 218Ra 219Ac 220Th
131 213Pb 214Bi 215Po 216At 217Rn 218Fr 219Ra 220Ac 221Th 222Pa 92
132 214Pb 215Bi 216Po 217At 218Rn 219Fr 220Ra 221Ac 222Th 223Pa U 93
133 217Po 218At 219Rn 220Fr 221Ra 222Ac 223Th 224Pa Np 94
134 218Po 219At 220Rn 221Fr 222Ra 223Ac 224Th 225Pa 226U Pu 95
135 221Rn 222Fr 223Ra 224Ac 225Th 226Pa 227U 228Np Am
136 222Rn 223Fr 224Ra 225Ac 226Th 227Pa 228U 229Np 96
137 223Rn 224Fr 225Ra 226Ac 227Th 228Pa 229U 230Np 232Am Cm
138 224Rn 225Fr 226Ra 227Ac 228Th 229Pa 230U 231Np 232Pu
139 225Rn 226Fr 227Ra 228Ac 229Th 230Pa 231U 232Np 233Pu 234Am 97 98 99 100
140 226Rn 227Fr 228Ra 229Ac 230Th 231Pa 232U 233Np 234Pu 235Am 236Cm Bk Cf Es Fm
141 228Fr 229Ra 230Ac 231Th 232Pa 233U 234Np 235Pu 236Am 237Cm
142 229Fr 230Ra 231Ac 232Th 233Pa 234U 235Np 236Pu 237Am 238Cm 239Bk 240Cf 241Es 242Fm
143 232Ac 233Th 234Pa
235U
236Np
 237Pu 238Am 239Cm 240Bk 241Cf 242Es 243Fm
144 234Th 235Pa 236U 237Np 238Pu 239Am 240Cm 241Bk 242Cf 243Es 244Fm 101
145 235Th 236Pa 237U 238Np 239Pu 240Am 241Cm 242Bk 243Cf 244Es 245Fm Md 102
146 236Th 237Pa 238U 239Np 240Pu 241Am 242Cm 243Bk 244Cf 245Es 246Fm No 103 104
147 238Pa 239U 240Np 241Pu
242Am
 243Cm 244Bk 245Cf 246Es 247Fm 248Md Lr Rf 105
148 240U 241Np 242Pu 243Am 244Cm 245Bk 246Cf 247Es 248Fm 249Md 250No Db
149 243Pu 244Am 245Cm 246Bk 247Cf 248Es 249Fm 250Md 251No 252Lr 253Rf 106
150 244Pu 245Am 246Cm 247Bk 248Cf 249Es 250Fm 251Md 252No 253Lr 254Rf 255Db Sg 107
151 245Pu 246Am 247Cm
248Bk
 249Cf 250Es 251Fm 252Md 253No 254Lr 255Rf 256Db Bh
152 246Pu 247Am 248Cm 249Bk 250Cf 251Es 252Fm 253Md 254No 255Lr 256Rf 257Db 258Sg 108
153 249Cm 250Bk 251Cf 252Es 253Fm 254Md 255No 256Lr 257Rf 258Db 259Sg 260Bh Hs 109
154 250Cm 251Bk 252Cf 253Es 254Fm 255Md 256No 257Lr 258Rf 259Db 260Sg 261Bh Mt 110
155 251Cm 252Bk 253Cf
254Es
 255Fm 256Md 257No 258Lr 259Rf 260Db 261Sg 262Bh 263Hs Ds 111
156 253Bk 254Cf 255Es 256Fm 257Md 258No 259Lr 260Rf 261Db 262Sg 263Bh 264Hs 265Mt Rg
157 254Bk 255Cf 256Es 257Fm 258Md 259No 260Lr 261Rf 262Db 263Sg 264Bh 265Hs 266Mt 267Ds
158 256Cf 257Es 258Fm 259Md 260No 261Lr 262Rf 263Db 264Sg 265Bh 266Hs 267Mt 268Ds
159 259Fm 260Md 261No 262Lr 263Rf 264Db 265Sg 266Bh 267Hs 268Mt 269Ds
160 262No 263Lr 264Rf 265Db 266Sg 267Bh 268Hs 269Mt 270Ds
161 269Hs 270Mt 271Ds 272Rg
162 271Mt 272Ds

Notes et références

Notes

  1. ↑ On indique le numéro atomique quand il aide à la compréhension, et notamment dans les réactions nucléaires et les réactions de désintégration pour comprendre le sort de chaque type de particule (proton ou neutron).
  2. ↑ Quand on utilise les symboles D et T, le symbole H désigne le protium au lieu de l'élément chimique. On écrit alors H2O, HDO et D2O les formules chimiques de l'eau légère, de l'eau semi-lourde et de l'eau lourde.
  3. ↑ Compte tenu du rapport des masses, pour ce qui concerne les grandeurs par unité de masse.
  4. ↑ On sait depuis 2003 que le bismuth 209 est radioactif, mais sa demi-vie est tellement grande (19 × 1018 années donc plus d'un milliard de fois l'âge de l'univers !) que pour toute considération pratique on peut le considérer comme stable.

Références

  1. ↑ IUPAC, « isotopes » (consulté le )
  2. ↑ « Isotope », dictionnaire Larousse (consulté le )
  3. ↑ Milton H. Wahl and Harold C. Urey (1935). J. Chem. Phys. 3, 411. The Vapor Pressures of the Isotopic Forms of Water. « http://jcp.aip.org/resource/1/jcpsa6/v3/i7/p411_s1 »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?).
  4. ↑ Živilė Žigaité, Le rapport 18O/16O dans les apatites des vertébrés du Paléozoïque : possibilités et limites des reconstitutions paléoclimatiques ; Palaeoclimate and Stable Isotope Geochemistry
  5. ↑ S. C. Maisant, A. F. Villa, J. Poupon, J. Langrand et R. Garnier, « L’analyse isotopique du plomb: un outil utile en santé au travail quand les sources d’exposition au plomb sont multiples », Archives des Maladies Professionnelles et de l'Environnement, vol. 77, no 3,‎ , p. 485 (résumé).
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  9. ↑ M.A Brescia, M Monfreda, A Buccolieri, C Carrino, Characterisation of the geographical origin of buffalo milk and mozzarella cheese by means of analytical and spectroscopic determinations ; Food Chemistry Volume 89, Issue 1, January 2005, Pages 139–147 (résumé)
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  11. ↑ (en) Jordan A. Hachtel, « Isotopes tracked on a sub-nanometre scale using electron spectroscopy », Nature, vol. 603, no 7899,‎ , p. 36–37 (DOI 10.1038/d41586-022-00545-1, lire en ligne, consulté le ).

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes


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Tableau périodique des isotopes