# Isotopi del berillio

In natura esistono 12 isotopi del berillio (Be) conosciuti, ma solo uno di essi ($^9$Be) è stabile e costituisce un nuclide primordiale. Come tale, il berillio è considerato un elemento monoisotopico. Esso è anche un elemento mononuclidico, perché gli altri suoi isotopi hanno emivite così brevi che nessuno di essi è primordiale e la loro abbondanza è molto bassa (massa atomica relativa 9,012). Il berillio è unico in quanto è il solo elemento monoisotopico avente sia un numero pari di protoni, sia un numero dispari di neutroni. Ci sono altri 25 elementi monoisotopici, ma tutti hanno numeri atomici dispari e numeri pari di neutroni.

## Descrizione

Degli 11 radioisotopi del berillio, i più stabili sono il $^{10}$Be con un'emivita di 1,39 Ma e il $^7$Be con un'emivita di 53,22 giorni. Tutti gli altri radioisotopi hanno emivite sotto 13,85 secondi, la maggior parte sotto 0,03 secondi. L'isotopo meno stabile è il $^6$Be, con un'emivita misurata di 5,03×10$^{−21}$ s.
Il rapporto naturale degli elementi leggeri di un numero uguale di protoni e di neutroni nel berillio è impedito dall'estrema instabilità del $^8$Be rispetto al decadimento alfa, che è favorita dal legame estremamente saldo dei nuclei dell'$^4$He. L'emivita per il decadimento del $^8$Be è di appena 6,7(17)×10$^{−17}$ s.
Il berillio non può avere un isotopo stabile con 4 protoni e 6 neutroni a causa dello stesso ampio disallineamento nel rapporto protoni/neutroni per tale elemento leggero. Nondimeno, questo isotopo, il $^{10}$Be, ha un'emivita di 1,39 Ma, il che indica un'insolita stabilità per un isotopo leggero con un tale squilibrio neutroni/protoni. Tuttavia, altri possibili isotopi del berillio hanno disallineamenti ancora più gravi nel numero dei neutroni e dei protoni, e di conseguenza sono ancora meno stabili.
Si pensa che la maggior parte del $^9$Be nell'universo si sia formato dalla nucleosintesi dei raggi cosmici a partire dalla loro spallazione nel periodo tra il Big Bang e la formazione del sistema solare. Gli isotopi del $^7$Be, con un'emivita di 53,22 giorni, e il $^{10}$Be sono entrambi nuclidi cosmogenici perché sono creati nel sistema solare su una scala temporale recente dalla spallazione, come il $^{14}$C. Questi due radioisotopi del berillio nell'atmosfera tracciano il ciclo delle macchie solari e l'attività solare, poiché questa influenza il campo magnetico che scherma la Terra dai raggi cosmici. Il tasso al quale il $^7$Be dalla vita breve si trasferisce dall'aria al suolo è controllato in parte dal tempo meteorologico. Il decadimento del $^7$Be nel sole è una delle fonti dei neutrini solari, e il primo tipo di neutrini mai rilevato usando l'esperimento di Homestake. La presenza del $^7$Be nei sedimenti si usa spesso per stabilire che sono freschi, ossia con meno di circa 3–4 mesi di età, ovvero due emivite del $^7$Be.

## Tabella degli isotopi

Massa atomica standard: 9,01218 u
| simbolo | Z | N | massa isotopica (u) | emivita | spin nucleare | DM | DP | NA |
| $^5$Be | 4 | 0 | 5,04079(429)# | | (1/2+)# | p | $^4$Li | |
| $^6$Be | 4 | 2 | 6,019726(6) | 5,0(3)×10$^{−21}$ s [0,092(6) MeV] | 0+ | 2p | $^4$He | |
| $^7$Be | 4 | 3 | 7,01692983(11) | 53.22(6) d | 3/2– | EC | $^7$Li | tracce |
| $^8$Be | 4 | 4 | 8,00530510(4) | 6,7(17)×10$^{−17}$ s [6,8(17) MeV] | 0+ | α | $^4$He | |
| $^9$Be | 4 | 5 | 9,0121822(4) | STABILE | 3/2– | | | 1.000 |
| $^{10}$Be | 4 | 6 | 10,0135338(4) | 1,39×10$^6$ anni | 0+ | β$^−$ | $^{10}$B | tracce |
| $^{11}$Be | 4 | 7 | 11,021658(7) | 13,81(8) s | 1/2+ | β$^−$ (97,1%) | $^{11}$B | |
| $^{11}$Be | β$^−$, α (2,9%) | $^7$Li | 11,021658(7) | 13,81(8) s | 1/2+ | | | |
| $^{12}$Be | 4 | 8 | 12,026921(16) | 21,49(3) ms | 0+ | β$^−$ (99,48%) | $^{12}$B | |
| $^{12}$Be | β$^−$, n (0,52%) | $^{11}$B | 12,026921(16) | 21,49(3) ms | 0+ | | | |
| $^{13}$Be | 4 | 9 | 13,03569(8) | 2,3(6)×10$^{−21}$ s | 1/2+ | n | $^{12}$Be | |
| $^{14}$Be | 1 | 6 | 14,04289(14) | 4,84(10) ms | 0+ | β$^−$, n (81,0%) | $^{13}$B | |
| $^{14}$Be | β$^−$ (14,0%) | $^{14}$B | 14,04289(14) | 4,84(10) ms | 0+ | | | |
| $^{14}$Be | β$^−$, 2n (5,0%) | $^{12}$B | 14,04289(14) | 4,84(10) ms | 0+ | | | |
| $^{15}$Be | 4 | 11 | 15,05346(54)# | <200 ns | | | | |
| $^{16}$Be | 4 | 12 | 16,06192(54) | <200 ns | 0+ | 2n | $^{14}$Be | |
I valori contrassegnati con # non sono derivati puramente da dati sperimentali, ma almeno in parte da tendenze sistematiche. Gli spin con argomenti di assegnazione deboli sono racchiusi tra parentesi.

## Catene di decadimento

La maggior parte degli isotopi del berillio all'interno dei limiti di stabilità decadono attraverso il decadimento beta e/o una combinazione di decadimento beta e di decadimento alfa o l'emissione di neutroni. Tuttavia, il $^7$Be decade solo attraverso la cattura elettronica, un fenomeno al quale può essere attribuita la sua emivita insolitamente lunga. Altrettanto anomalo è il $^8$Be, che decade mediante il decadimento alfa a $^4$He. Questo decadimento alfa è spesso considerato fissione, il che potrebbe spiegare la sua emivita estremamente breve.
    ${\ce {^{5}_{4}Be ->[Unknown] ^{4}_{3}Li + ^{1}_{1}H}}$
    ${\ce {^{6}_{4}Be ->[5zs] ^{4}_{2}He + 2 ^{1}_{1}H}}$
    ${\ce {^{7}_{4}Be + e- ->[53.22 d] ^{7}_{3}Li}}$
    ${\ce {^{8}_{4}Be->[67as]2_{2}^{4}He}}$
    ${\ce {^{10}_{4}Be ->[1,39 Ma] ^{10}_{5}B + e-}}$
    ${\ce {^{11}_{4}Be ->[13,81 s] ^{11}_{5}B + e-}}$
    ${\ce {^{11}_{4}Be ->[13,81 s] ^{7}_{3}Li + ^{4}_{2}He + e-}}$
    ${\ce {^{12}_{4}Be ->[21,49 ms] ^{12}_{5}B + e-}}$
    ${\ce {^{12}_{4}Be ->[21,49 ms] ^{11}_{5}B + ^{1}_{0}n + e-}}$
    ${\ce {^{13}_{4}Be ->[2,7 zs] ^{12}_{4}Be +^{1}_{0}n}}$
    ${\ce {^{14}_{4}Be ->[4,84 ms] ^{13}_{5}B + ^{1}_{0}n + e-}}$
    ${\ce {^{14}_{4}Be ->[4,84 ms] ^{14}_{5}B + e-}}$
    ${\ce {^{14}_{4}Be ->[4,84 ms] ^{12}_{5}B + ^{1}_{0}n + e-}}$
    ${\ce {^{16}_{4}Be ->[<200 ns] ^{14}_{4}Be + ^{1}_{0}n}}$