Nuklid

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Fizik nuklear
CNO Cycle.svg
Pereputan radioaktif
Pembelahan nuklear
Pelakuran nuklear

Nuklid (dari perkataan nukleus) adalah spesies atom dicirikan oleh pembentukan tertentu nukleusnya, iaitu, dengan bilangan proton Z, bilangan neutron N, dan keadaan tenaga nuklearnya. [1]

Perkataan Nuklid telah dicadangkan[2] oleh Truman P. Kohman [3] pada tahun 1947. Doktor Kohman asalnya mencadangkan nuklid sebagai merujuk pada "spesies nukleus" ditakrifkan dengan mengandungi bilangan neutron dan proton tertentu. Perkataan itu pada asalnya bertujuan untuk memberi tumpuan kepada nukleus.

Nuklid dan isotop[sunting | sunting sumber]

Penamaan Ciri-ciri Contoh Catatan
Isotop bilangan proton yang sama Templat:Nuclide2, Templat:Nuclide2
Isoton bilangan neutron yang sama Templat:Nuclide2, Templat:Nuclide2
Isobar jumlah jisim yang sama Templat:Nuclide2, Templat:Nuclide2, Templat:Nuclide2 lihat reput beta
Nuklei cermin bilangan pertukaran neutron dan proton
Templat:Nuclide2, Templat:Nuclide2
Isomer nuklear keadaan tenaga berbeza Templat:Nuclide2, Templat:Nuclide2 panjang hayat atau stabil


Satu set nuklid dengan bilangan proton (nombor atom) yang sama, iaitu unsur kimia yang sama tetapi nombor neutron yang berbeza, dipanggil isotop bagi unsur. Nuklid tertentu masih secara umumnya sering dipanggil "isotop", tetapi istilah "nuklide" adalah yang betul secara umum (iaitu, apabila Z tidak tetap). Dalam cara yang sama, satu set nuklid dengan nombor jisim A yang sama tetapi nombor atom yang berbeza dipanggil isobar (isobar = sama berat ), dan isoton adalah nuklid dengan bilangan neutron yang sama tetapi bilangan proton yang berbeza. Nama isoton telah dihasilkan dari nama lah diperolehi daripada nama isotop bagi menekankan bahawa dalam kumpulan pertama nuklid ia adalah bilangan neutron (n) yang kekal, manakala yang kedua mrupakan bilangan proton (p).[4]

Lihat Isotop #Catatan bagi penjelasan notasi yang digunakan untuk nuklid atau jenis isotop yang berbeza.

Isomer nuklear merupakan ahli satu set nuklid dengan jumlah proton yang sama dan bilangan jisim yang sama (dengan itu menjadikan ia mengikut definisi isotop yang sama), tetapi keadaan teruja yang berlainan. Satu contoh ialah kedua-dua keadaan isotop tunggal Templat:Nuclide2 menunjukkan keadaan dikalangan skim penguraian. Setiap satu daripada kedua-dua keadaan ini (technetium-99m dan technetium-99) layak sebagai nuklid yang berbeza, menggambarkan salah satu cara nuklid mungkin berbeza daripada isotop (isotop mungkin terdiri daripada beberapa nuklid dengan keadaan teruja yang berbeza).

Isomer nuklear keadaan tidak dibumikan hayat paling panjang adalah nuklid tantalum-180m(Templat:Nuclide2), yang memiliki separa hayat melebihi 1,000 trilion tahun. Nuklid ini terhasil semasa primordial, dan tidak pernah dilihat sebagai terurai kepada nuklid tantalum-180 berlainan. (Secara kebetulan, keadaan nuklid tantalum-180 dibumikan tidak wujud sejak primordial, kerana ia tidak stabil dengan jangka hayat hanya 8 jam.)

Terdapat kira-kira 255 nuklid dalam alam semula jadi yang tidak pernah dilihat mereput. Ia berlaku di kalangan 80 unsur-unsur yang berbeza yang mempunyai satu atau lebih isotop stabil. Lihat isotop stabil dan nuklide primordial. Nuklid tidak stabil adalah beradioaktif dan dipanggil radionuklid . Hasil produk pereputannya (produk 'anak perempuan') dikenali nuklid radiogenik. Sekitar 253 nuklid stabil dan kira-kira 86 tidak stabil (radioaktif). Nuklid wujud secara semula jadi di bumi, bagi sejumlah kira-kira 339 nuklid semulajadi di bumi.[5]


Nuklid dihasilkan secara buatan[sunting | sunting sumber]

Melampaui 339 nuklid wujud secara semulajadi, lebih dari 3,000 radionuklid bagi pelbagai separa hayat telah dihasilkan secara buatan dan ciri-cirinya.

Nuklid yang diketahui dipaparkan dalam carta nuklid. Senarai nuklid primordial diberikan menurut unsur, di daftar unsur menurut kestabilan isotop. Daftar nuklid juga terdapat, disusun menurut separa hayat, bagi 905 nuklid dengan separa hayat melebihi sejam.

Summary table for numbers of each class of nuclides[sunting | sunting sumber]

This is a summary table [6] for the 905 nuclides with half-lives longer than one hour, given in list of nuclides. Note that numbers are not exact, and may change slightly in the future, if some "stable" nuclides are observed to be radioactive with very long half-lives.

Stability class Number of nuclides Running total Notes on running total
Theoretically stable to all but proton decay 90 90 Includes first 40 elements. Proton decay yet to be observed.
Energetically unstable to one or more known decay modes, but no decay yet seen. Spontaneous fission possible for "stable" nuclides > niobium-93; other mechanisms possible for heavier nuclides. All considered "stable" until decay detected. 164 254 Total of classically stable nuclides.
Radioactive primordial nuclides. 35 289 Total primordial elements include bismuth, uranium, thorium, plutonium, plus all stable nuclides.
Radioactive non-primordial, but naturally occurring on Earth. ~ 51 ~ 340 Carbon-14 (and other cosmogenic isotopes generated by cosmic rays); daughters of radioactive primordials, such as francium, etc., and nucleogenic nuclides from natural nuclear reactions that are other than those from cosmic rays (such as neutron absorption from spontaneous nuclear fission or neutron emission).
Radioactive synthetic (half-life > 1 hour). Includes most useful radiotracers. 556 905
Radioactive synthetic (half-life < 1 hour). >2400 >3300 Includes all well-characterized synthetic nuclides.

Nuclear properties and stability[sunting | sunting sumber]

Stability of nuclides by (Z,N):
Black – stable (all are primordial)
Red – primordial radioactive
Other – radioactive, with decreasing stability from orange to white

Atomic nuclei consist of protons and neutrons bound together by the residual strong force. Because protons are positively charged, they repel each other. Neutrons, which are electrically neutral, stabilize the nucleus in two ways. Their copresence pushes protons slightly apart, reducing the electrostatic repulsion between the protons, and they exert the attractive nuclear force on each other and on protons. For this reason, one or more neutrons are necessary for two or more protons to be bound into a nucleus. As the number of protons increases, so does the ratio of neutrons to protons necessary to ensure a stable nucleus (see graph at right). For example, although the neutron:proton ratio of Templat:Nuclide2 is 1:2, the neutron:proton ratio of Templat:Nuclide2 is greater than 3:2. A number of lighter elements have stable nuclides with the ratio 1:1 (Z = N). The nuclide Templat:Nuclide2 (calcium-40) is the observationally the heaviest stable nuclide with the same number of neutrons and protons; (theoretically, the heaviest stable one is sulfur-32). All stable nuclides heavier than calcium-40 contain more neutrons than protons.

Even and odd nucleon numbers[sunting | sunting sumber]

Even/odd Z, N, and A
A  Even    Odd Total
Z,N   EE     OO  EO     OE
Stable  148  5 53  48 254
153      101     
Long-lived  22  4 5 35
26      9     
All primordial  170  9 57  53 289
179      110     

The proton:neutron ratio is not the only factor affecting nuclear stability. It depends also on evenness or oddness of its atomic number Z, neutron number N and, consequently, of their sum, the mass number A. Oddness of both Z and N tends to lower the nuclear binding energy, making odd nuclei, generally, less stable. This remarkable difference of nuclear binding energy between neighbouring nuclei, especially of odd-A isobars, has important consequences: unstable isotopes with a nonoptimal number of neutrons or protons decay by beta decay (including positron decay), electron capture or other exotic means, such as spontaneous fission and cluster decay.

The majority of stable nuclides are even-proton-even-neutron, where all numbers Z, N, and A are even. The odd-A stable nuclides are divided (roughly evenly) into odd-proton-even-neutron, and even-proton-odd-neutron nuclides. Odd-proton-odd-neutron nuclides (and nuclei) are the least common.

See also[sunting | sunting sumber]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. IUPAC (1997). "Nuclide". Dalam A. D. McNaught and A. Wilkinson. Compendium of Chemical Terminology. Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook.N04257. ISBN 0-632-01765-1. 
  2. original proposal for the word nuclide
  3. Biographical material about Dr. Kohman
  4. E.R. Cohen, P. Giacomo (1987). "Symbols, units, nomenclature and fundamental constants in physics". Physica A 146: 1–68. Bibcode:1987PhyA..146....1.. doi:10.1016/0378-4371(87)90216-0. 
  5. [1] Sumber ini memberikan 339 nuklid yang wujud secara semulajadi, tetapi menamakan 269 darinya sebagai stabil, berbanding 253 yang disenaraikan dalam nuklid stabil (Lihat juga daftar nuklid bagi nuklid hampir-stabil). Pertikaian dalam bilangan ini terutamanya berkaitan dengan radioisotop yang memiliki jangka hayat yang amat panjang seperti bismuth-209 yang, apabila dijumpai, dipindah nuklid primordial yang diketahui dari kategori nuklid stabil kepada kategori nuklid primordial radioaktif, tetapi tidak mengubah keseluruhan jumlah nuklid yang wujud secara semulajadi.
  6. Table data is derived by counting members of the list; see WP:CALC. References for the list data itself are given below in the reference section in list of nuclides

Pautan luar[sunting | sunting sumber]