# Isòtops del ferro

El ferro (Fe) natural es compon de quatre isòtops: 5.845% de $^{54}$Fe radioactiu (període de semidesintegració: >3.1×10$^{22}$ anys), 91.754% de $^{56}$Fe estable, 2.119% de $^{57}$Fe estable i 0.282% de $^{58}$Fe estable. El $^{60}$Fe és un radioisòtop extint amb un període de semidesintegració llarguíssim (2.6 milions d'anys).
La majoria dels treballs, fins recentment, sobre la mesura de la composició isotòpica del ferro s'havien centrat a determinar les variacions de $^{60}$Fe degudes a processos lligats a la nucleosíntesi (per exemple, estudis sobre els meteorits) i formació de mena. En la darrera dècada, això no obstant, els avenços en la tecnologia de l'espectrometria de masses han permès la detecció i quantificació de variacions naturals en les ràtis dels isòtops estables del ferro de minuts. La major part d'aquest treball ha estat conduït per les comunitats de ciències de la terra i de ciències planetàries, encara que han començat a emergir aplicacions en sistemes industrials i biològics.
L'isòtop $^{56}$Fe presenta un particular interès per al científics. Una concepció errònia comuna és que aquest isòtop prespresenta el nucli més estable possible, i que per tant seria impossible du a terme fissió o fusió amb $^{56}$Fe i tot i així alliberar energia. Això no és pas correcte, ja que ambdós el $^{62}$Ni i el $^{58}$Fe són molt estables, essent els nuclis més estables. Això no obstant, com el $^{56}$Fe es pot produir molt més fàcilment a partir de nuclis menys pesants en reaccions nuclears, és el punt final de cadenes de fusió dins d'estels extremadament massius i per tant, comú a l'univers, en relació a altres metalls.
L'isòtop $^{57}$Fe s'usa àmpliament en l'espectroscòpia Mossbauer degut a la baixa variació natural en energia de 14.4keV de transició atòmica.
En fases dels meteorits Semarkona i Chervony Kut es pot trobar una correlació entre la concentració de $^{60}$Ni, el producte de desintegració del $^{60}$Fe, i l'abundància dels isòtops de ferro estables, la qual cosa evidencia l'existència de $^{60}$Fe en els temps de la formació del sistema solar. Possiblement l'energia alliberada per la desintegració del $^{60}$Fe va contribuir, juntament amb l'energia alliberada per la desintegració del radionúclid $^{26}$Al, a la refusió i diferenciació d'asteroides després de la seva formació fa 4600 milions d'anys. L'abundància del $^{60}$Ni present a material extraterrestre pot proporcionar més proves sobre l'origen del sistema solar en la seva història primerenca.
Massa atòmica estàndard: 55.845(2) u

## Taula

| Símbol del núclid | Z(p) | N(n) | massa isotòpica(u) | període de semidesintegració | Espín nuclear | composició isotòpics representativa (fracció molar) | rang de variació natural (fracció molar) |
| rang de variació natural (fracció molar) |||
| $^{45}$Fe | 26 | 19 | 45.01458(24)# | 4.9(15) ms [3.8(+20-8) ms] | 3/2+# | | |
| $^{46}$Fe | 26 | 20 | 46.00081(38)# | 9(4) ms [12(+4-3) ms] | 0+ | | |
| $^{47}$Fe | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21.8(7) ms | 7/2-# | | |
| $^{48}$Fe | 26 | 22 | 47.98050(8)# | 44(7) ms | 0+ | | |
| $^{49}$Fe | 26 | 23 | 48.97361(16)# | 70(3) ms | (7/2-) | | |
| $^{50}$Fe | 26 | 24 | 49.96299(6) | 155(11) ms | 0+ | | |
| $^{51}$Fe | 26 | 25 | 50.956820(16) | 305(5) ms | 5/2- | | |
| $^{52}$Fe | 26 | 26 | 51.948114(7) | 8.275(8) h | 0+ | | |
| $^{52m}$Fe | 6.81(13) MeV | 6.81(13) MeV | 6.81(13) MeV | 45.9(6) s | (12+)# | | |
| $^{53}$Fe | 26 | 27 | 52.9453079(19) | 8.51(2) min | 7/2- | | |
| $^{53m}$Fe | 3040.4(3) keV | 3040.4(3) keV | 3040.4(3) keV | 2.526(24) min | 19/2- | | |
| $^{54}$Fe | 26 | 28 | 53.9396105(7) | ESTABLE [>3.1E+22 a] | 0+ | 0.05845(35) | 0.05837-0.05861 |
| $^{54m}$Fe | 6526.9(6) keV | 6526.9(6) keV | 6526.9(6) keV | 364(7) ns | 10+ | | |
| $^{55}$Fe | 26 | 29 | 54.9382934(7) | 2.737(11) a | 3/2- | | |
| $^{56}$Fe | 26 | 30 | 55.9349375(7) | ESTABLE | 0+ | 0.91754(36) | 0.91742-0.91760 |
| $^{57}$Fe | 26 | 31 | 56.9353940(7) | ESTABLE | 1/2- | 0.02119(10) | 0.02116-0.02121 |
| $^{58}$Fe | 26 | 32 | 57.9332756(8) | ESTABLE | 0+ | 0.00282(4) | 0.00281-0.00282 |
| $^{59}$Fe | 26 | 33 | 58.9348755(8) | 44.495(9) d | 3/2- | | |
| $^{60}$Fe | 26 | 34 | 59.934072(4) | 2.6E+6 a | 0+ | | |
| $^{61}$Fe | 26 | 35 | 60.936745(21) | 5.98(6) min | 3/2-,5/2- | | |
| $^{61m}$Fe | 861(3) keV | 861(3) keV | 861(3) keV | 250(10) ns | 9/2+# | | |
| $^{62}$Fe | 26 | 36 | 61.936767(16) | 68(2) s | 0+ | | |
| $^{63}$Fe | 26 | 37 | 62.94037(18) | 6.1(6) s | (5/2)- | | |
| $^{64}$Fe | 26 | 38 | 63.9412(3) | 2.0(2) s | 0+ | | |
| $^{65}$Fe | 26 | 39 | 64.94538(26) | 1.3(3) s | 1/2-# | | |
| $^{65m}$Fe | 364(3) keV | 364(3) keV | 364(3) keV | 430(130) ns | (5/2-) | | |
| $^{66}$Fe | 26 | 40 | 65.94678(32) | 440(40) ms | 0+ | | |
| $^{67}$Fe | 26 | 41 | 66.95095(45) | 394(9) ms | 1/2-# | | |
| $^{67m}$Fe | 367(3) keV | 367(3) keV | 367(3) keV | 64(17) µs | (5/2-) | | |
| $^{68}$Fe | 26 | 42 | 67.95370(75) | 187(6) ms | 0+ | | |
| $^{69}$Fe | 26 | 43 | 68.95878(54)# | 109(9) ms | 1/2-# | | |
| $^{70}$Fe | 26 | 44 | 69.96146(64)# | 94(17) ms | 0+ | | |
| $^{71}$Fe | 26 | 45 | 70.96672(86)# | 30# ms [>300 ns] | 7/2+# | | |
| $^{72}$Fe | 26 | 46 | 71.96962(86)# | 10# ms [>300 ns] | 0+ | | |

## Vegeu també

J.M. Nielsen, "The Radiochemistry of Iron", National Academy of Sciences--National Research Council, 1960

### Notes

* Els valors marcats amb # no procedeixen totalment de dades experimentals, però almenys una part són sistemàtiques.. Els espins amb assignacions febles estan entre parèntesis.
* Les incerteses es donen entre parèntesis després dels últims dígits corresponents. Els valors de les incerteses denota una desviació de l'estàndard, excepte en la composició isotòpica i la massa atòmica de la IUPAC que usen incerteses expandides.

## Referències

* Masses isotòpiques de Ame2003 Atomic Mass Evaluation Arxivat 2008-09-23 a Wayback Machine. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
* Les composicions i les masses atòmiques estàndard de Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) Arxivat 2008-03-05 a Wayback Machine..
* Dades sobre període de semidesintegració, espín i isòmers provenen de les següents fonts.
** Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
** National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (retrieved Sept. 2005).
** David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.
* ↑ Dauphas, N. & Rouxel, O. 2006. Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes. Mass Spectrometry Reviews, 25, 515-550
* ↑ Carl R. Nave. «Mossbauer Effect in Iron-57». Georgia State University. [Consulta: 13 octubre 2009].
Index de pàgines d'isòtops · Taula de núclids :
| Isòtop més lleuger | Isòtop actual | Isòtop més pesant |
| Isòtops del manganès | Isòtops del ferro | Isòtops del cobalt |