Таблица на нуклиди

Таблица или графикон на нуклидите — дводимензионален графикон на изотопите на елементите, во кој едната оска го претставува бројот на неутрони (симбол ''N''), а другата го претставува бројот на протони (атомски број, симбол ''Z'') во атомското јадро. Така, секоја точка исцртана на графиконот претставува нуклид од познат или хипотетички хемиски елемент. Овој систем на подредување нуклидите може да понуди поголем увид во одликите на изотопите отколку попознатиот периоден систем, кој ги покажува само елементите, а не и нивните изотопи. Табелата на нуклидите е позната и како Сегреова карта, по италијанскиот физичар Емилио Сегре.
1 Опис и корисност
Таблицата на нуклидите го мапира јадреното или радиоактивното однесување на нуклидите, бидејќи ги разликува изотопите на елементот. За разлика од периодниот систем, кој само го мапира нивното хемиско однесување, бидејќи изотопите (нуклиди кои се варијанти на истиот елемент) не се разликуваат хемиски во некој значаен степен, со исклучок на водородот. Нуклидните карти ги организираат нуклидите по должината на оската X според нивниот број на неутрони и долж оската Y според нивниот број на протони, до границите на стабилност на неутроните и протоните. Ова претставување првпат било објавено од Курт Гугенхајмер во 1934 година и проширено од Џорџо Феа во 1935 година, Емилио Сегре во 1945 година или Глен Сиборг. Во 1958 година, Валтер Силман-Егеберт и Герда Пфениг го објавиле првото издание на Нуклидна карта на Карлсруе. Нејзиното седмо издание било објавено во 2006 година. Денес, постојат неколку нуклидни карти, од кои четири се широко распространети: Нуклидна карта на Карлсруе, Стразбуршка универзална нуклидна карта, графикон на нуклиди на Јапонската агенција за атомска енергија (ЈАЕА) и Нуклидина карта од Лабораторијата за атомска енергија Кнолс во САД. Таа станала основна алатка на јадрената заедница.
2 Трендови во графиконот на нуклидите
Трендовите во овој дел се однесуваат на следната карта, која покажува дека ''Z'' се зголемува надесно и ''N'' се зголемува надолу, ротација од 90° во насока на стрелките на часовникот на горенаведените графикони со пределна ориентација.
* Изотопите се нуклиди со ист број на протони, но различен број на неутрони, односно имаат ист атомски број и затоа се ист хемиски елемент. Изотопите се соседни еден со друг по вертикала. Пример: јаглерод-12, јаглерод-13 и јаглерод-14 во табелата погоре.
* Изотоните се нуклиди со ист број на неутрони, но различен број на протони. Изотоните се соседни еден со друг по хоризонтала. Пример: јаглерод-14, азот-15 и кислород-16 во табелата погоре.
* Изобарите се нуклиди со ист број на нуклеони (т.е. масен број), но различен број на протони и неутрони. Изобарите се соседни дијагонално од долно-лево до горно-десно. Пример: јаглерод-14, азот-14 и кислород-14 во табелата погоре.
* Изодијаферите се нуклиди со иста разлика помеѓу нивниот број на неутрони и протони (N − Z). Како и изобарите, тие следат дијагонални линии, но под прав агол на изобарните линии (од горно-лево до долно-десно). Примерите вклучуваат бор-10, јаглерод-12 и азот-14 (како N - Z = 0 за секој пар), или бор-12, јаглерод-14 и азот-16 (како N - Z = 2 за секој пар).
* Вон неутронската гранична линија долж долниот лев агол, нуклидите се распаѓаат со неутронска емисија.
* Вон протонската гранична линија долж горниот десен дел, нуклидите се распаѓаат со протонска емисија. Гранични линии се воспоставени само за некои елементи.
*Островот на стабилноста е хипотетичко подрачје во горниот десен грозд на нуклиди кое содржи изотопи многу постабилни од другите трансурански елементи.
* Не постојат стабилни нуклиди кои имаат еднаков број на протони и неутрони во нивните јадра со атомски број поголем од 20 (т.е. калциум) како што може лесно да се забележи од табелата. Јадрата со поголем атомски број бараат вишок неутрони за стабилност. Единствените стабилни нуклиди кои имаат непарен број на протони и непарен број на неутрони се водород-2, литиум-6, бор-10, азот-14 и (набљудувачки) тантал-180m. Тоа е затоа што еднаквоста на масата и енергијата на таквите атоми е обично повисока од онаа на нивните соседи на истата изобарична низа, така што повеќето од нив се нестабилни за бета-распад.
* Нема стабилни нуклиди со масени броеви 5 или 8. Постојат стабилни нуклиди со сите други масени броеви до 208 со исклучок на 147 и 151, кои се претставени со многу долговечните самариум-147 и европиум-151. (Било откриено дека бизмутот-209 е радиоактивен во 2003 година, но со време на полураспад од .)
* Со исклучок на двојката телур-123 и антимон-123, непарните масени броеви никогаш не се претставени со повеќе од еден стабилен нуклид. Тоа е затоа што маса-енергијата е конвексна функција на атомскиот број, така што сите нуклиди на непарна изобарична низа освен еден имаат сосед со пониска енергија на кој можат да се распаѓаат со бета- распад. Видете Матаухово изобарно правило. (Се очекува <sup>123</sup>Te да се распадне до <sup>123</sup>Sb, но се чини дека времето на полураспад е толку долго што распаѓањето никогаш не е забележано.)
* Не постојат стабилни нуклиди со атомски број поголем од Z = 82 (олово), иако бизмутот (Z = 83) е стабилен за сите практични човечки цели, а ториумот (Z = 90) и ураниумот (Z = 92) се доволно долготрајни за да се појават на Земјата во големи количини. Сите елементи со атомски броеви од 1 до 82 имаат стабилни изотопи, со исклучок на технециумот (Z = 43) и прометиумот (Z = 61).
3 Табели
За погодност, на Википедија се достапни три различни прикази на податоците: две групи „сегментирани табели“ и една „обединета табела (сите елементи)“. Обединетата табела овозможува лесна визуелизација на трендовите на бројот на протони/неутрони, но бара истовремено хоризонтално и вертикално лизгање. Сегментираните табели овозможуваат полесно испитување на одреден хемиски елемент со многу помалку лизгање. Обезбедени се врски за брзо прескокнување помеѓу различните делови.
3.1 Сегментирани табели
* Табела на нуклидите (сегментирана, тесна)
* Табела на нуклидите (сегментирана, широка)
3.2 Целосна табела
Табелата со нуклиди подолу прикажува нуклиди (често лабаво наречени „изотопи“, но овој поим правилно се однесува на нуклиди со ист атомски број, видете погоре), вклучувајќи ги сите со време на полураспад од најмалку еден ден. Тие се распоредени со зголемување на атомските броеви од лево кон десно и зголемување на бројот на неутрони од горе до долу.
Бојата на ќелиите го означува времето на полураспад на секој нуклид; ако е присутна граница, нејзината боја го означува времето на полураспад на најстабилниот јадрен изомер. Во графичките прелистувачи, секој нуклид има и инфобалон (tooltip) што го покажува неговото време на полураспад. Секоја боја претставува одреден опсег на должината на времето на полураспад, а бојата на границата го означува времето на полураспад на нејзината јадрена изомерна состојба. Некои нуклиди имаат повеќе јадрени изомери, а оваа табела го забележува оној со најдолго време на полураспад. Границите со точки значат дека нуклеидот има јадрен изомер со време на полураспад во истиот опсег како нуклеидот на основната состојба. Испрекинати линии помеѓу неколку нуклиди од првите неколку елементи се опитно утврдените протонска и неутронска гранична линија.