# Isótopos de ferro

O ferro tem quatro isótopos naturais: o $^{54}$Fe, $^{56}$Fe, $^{57}$Fe e o $^{58}$Fe, com uma abundância de 5,845%, 91,754%, 2,119% e 0,282% respectivamente. Além disso, o $^{54}$Fe é um isótopo possivelmente radioativo com um meia-vida superior a 3,1×10$^{22}$ anos. São conhecidos 24 radioisótopos cujas meias-vidas são apresentadas mais adiante numa tabela.
Grande parte do trabalho que tem sido realizado na medição da composição isotópica do ferro tem se concentrado em determinar as variações do $^{60}$Fe devido aos processos que acompanham a nucleossíntese (p.ex.: em estudos de meteoritos) e na formação de minerais. Na última década, entretanto, os avanços na tecnologia de espectrometria de massa tem permitido a detecção e quantificação das variações de origem natural nas razões dos isótopos estáveis do ferro. Muito deste trabalho tem sido dirigido pelas comunidades de geociência e de ciência planetária, ainda que as aplicações aos sistemas biológicos e industriais estejam começando a surgir.
Massa atômica padrão: 55.845(2) u

## Ferro-56

O isótopo $^{56}$Fe é aquele com menor massa em núcleons, 930,412 MeV/c$^2$, ainda não o isótopo com mais alta energia de ligação nuclear por núcleon, o qual é o níquel-62. Entretanto, devido a detalhes de como funciona a nucleossíntese, $^{56}$Fe é um objetivo mais comum das cadeias de fusão dentro das estrelas muito massivas e portanto é mais frequente no universo, em comparação com outros metais, incluindo $^{62}$Ni, $^{58}$Fe e $^{60}$Ni, todos os quais tem uma energia de ligação muito alta.

## Ferro-57

O isótopo $^{57}$Fe é amplamente utilizado na espectroscopia Mössbauer, devido à escassa variação natural na energia de transição nuclear.

## Ferro-60

O isótopo $^{60}$ Fe tem uma meia-vida de 2,6 milhões de anos, mas até 2009 se pensava que teria uma meia-vida de 1,5 milhão de anos. Decai mediante desintegração beta a cobalto-60. É possível que a energia liberada pela desintegração de $^{60}$Fe tenha contribuído, junto com a energia liberada pela desintegração do radioisótopo $^{26}$Al, pela refusão e diferenciação dos asteroides depois que se formaram há 4600 milhões de anos. A abundância de $^{60}$Ni presente em material extraterrestre pode também fornecer mais pistas sobre a origem do sistema solar e sua história primordial.

## Tabela

| símbolo do nuclídeo | Z(p) | N(n) | massa isotópica (u) | meia-vida | método(s) de decaimento | isótopo(s) filho(s) | spin nuclear | Composição isótopica representativa (fração molar) | faixa de variação natural (fração molar) |
| faixa de variação natural (fração molar) |||
| $^{45}$Fe | 26 | 19 | 45.01458(24)# | 4.9(15) ms [3.8(+20-8) ms] | p | $^{44}$Mn | 3/2+# | | |
| $^{45}$Fe | 26 | 19 | 45.01458(24)# | 4.9(15) ms [3.8(+20-8) ms] | 2p | $^{43}$Cr | 3/2+# | | |
| $^{46}$Fe | 26 | 20 | 46.00081(38)# | 9(4) ms [12(+4-3) ms] | β$^+$ (>99.9%) | $^{46}$Mn | 0+ | | |
| $^{46}$Fe | 26 | 20 | 46.00081(38)# | 9(4) ms [12(+4-3) ms] | β$^+$, p (<.1%) | $^{45}$Cr | 0+ | | |
| $^{47}$Fe | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21.8(7) ms | β$^+$ (>99.9%) | $^{47}$Mn | 7/2-# | | |
| $^{47}$Fe | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21.8(7) ms | β$^+$, p (<.1%) | $^{46}$Cr | 7/2-# | | |
| $^{48}$Fe | 26 | 22 | 47.98050(8)# | 44(7) ms | β$^+$ (96.41%) | $^{48}$Mn | 0+ | | |
| $^{48}$Fe | 26 | 22 | 47.98050(8)# | 44(7) ms | β$^+$, p (3.59%) | $^{47}$Cr | 0+ | | |
| $^{49}$Fe | 26 | 23 | 48.97361(16)# | 70(3) ms | β$^+$, p (52%) | $^{48}$Cr | (7/2-) | | |
| $^{49}$Fe | 26 | 23 | 48.97361(16)# | 70(3) ms | β$^+$ (48%) | $^{49}$Mn | (7/2-) | | |
| $^{50}$Fe | 26 | 24 | 49.96299(6) | 155(11) ms | β$^+$ (>99.9%) | $^{50}$Mn | 0+ | | |
| $^{50}$Fe | 26 | 24 | 49.96299(6) | 155(11) ms | β$^+$, p (<.1%) | $^{49}$Cr | 0+ | | |
| $^{51}$Fe | 26 | 25 | 50.956820(16) | 305(5) ms | β$^+$ | $^{51}$Mn | 5/2- | | |
| $^{52}$Fe | 26 | 26 | 51.948114(7) | 8.275(8) h | β$^+$ | $^{52}$Mn | 0+ | | |
| $^{52m}$Fe | 6.81(13) MeV | 6.81(13) MeV | 6.81(13) MeV | 45.9(6) s | β$^+$ | $^{52}$Mn | (12+)# | | |
| $^{53}$Fe | 26 | 27 | 52.9453079(19) | 8.51(2) min | β$^+$ | $^{53}$Mn | 7/2- | | |
| $^{53m}$Fe | 3040.4(3) keV | 3040.4(3) keV | 3040.4(3) keV | 2.526(24) min | TI | $^{53}$Fe | 19/2- | | |
| $^{54}$Fe | 26 | 28 | 53.9396105(7) | Aparentemente estável | Aparentemente estável | Aparentemente estável | 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 | CE | $^{55}$Mn | 3/2- | | |
| $^{56}$Fe | 26 | 30 | 55.9349375(7) | Estável | Estável | Estável | 0+ | 0.91754(36) | 0.91742-0.91760 |
| $^{57}$Fe | 26 | 31 | 56.9353940(7) | Estável | Estável | Estável | 1/2- | 0.02119(10) | 0.02116-0.02121 |
| $^{58}$Fe | 26 | 32 | 57.9332756(8) | Estável | Estável | Estável | 0+ | 0.00282(4) | 0.00281-0.00282 |
| $^{59}$Fe | 26 | 33 | 58.9348755(8) | 44.495(9) d | β$^-$ | $^{59}$Co | 3/2- | | |
| $^{60}$Fe | 26 | 34 | 59.934072(4) | 2.6×10$^6$ a | β$^-$ | $^{60}$Co | 0+ | | |
| $^{61}$Fe | 26 | 35 | 60.936745(21) | 5.98(6) min | β$^-$ | $^{61}$Co | 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 | β$^-$ | $^{62}$Co | 0+ | | |
| $^{63}$Fe | 26 | 37 | 62.94037(18) | 6.1(6) s | β$^-$ | $^{63}$Co | (5/2)- | | |
| $^{64}$Fe | 26 | 38 | 63.9412(3) | 2.0(2) s | β$^-$ | $^{64}$Co | 0+ | | |
| $^{65}$Fe | 26 | 39 | 64.94538(26) | 1.3(3) s | β$^-$ | $^{65}$Co | 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 | β$^-$ (>99.9%) | $^{66}$Co | 0+ | | |
| $^{66}$Fe | 26 | 40 | 65.94678(32) | 440(40) ms | β$^-$, n (<.1%) | $^{65}$Co | 0+ | | |
| $^{67}$Fe | 26 | 41 | 66.95095(45) | 394(9) ms | β$^-$ (>99.9%) | $^{67}$Co | 1/2-# | | |
| $^{67}$Fe | 26 | 41 | 66.95095(45) | 394(9) ms | β$^-$, n (<.1%) | $^{66}$Co | 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 | β$^-$ (>99.9%) | $^{68}$Co | 0+ | | |
| $^{68}$Fe | 26 | 42 | 67.95370(75) | 187(6) ms | β$^-$, n | $^{67}$Co | 0+ | | |
| $^{69}$Fe | 26 | 43 | 68.95878(54)# | 109(9) ms | β$^-$ (>99.9%) | $^{69}$Co | 1/2-# | | |
| $^{69}$Fe | 26 | 43 | 68.95878(54)# | 109(9) ms | β$^-$, n (<.1%) | $^{68}$Co | 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+ | | |
* ↑ Abreviações: CE: Captura eletrônica TI: Transição isomérica
* ↑ Em negrito para os isótopos estáveis
* ↑ Acredita-se que decaia β$^+$ a $^{54}$Cr com uma meia-vida de mais de 3,1 × 10$^{22}$ a
* ↑ Menor massa por núcleo de todos os radionuclídeos, produto final da nucleossíntese estelar