氟的同位素

原子量:18.9984032(5))共有18個已知同位素質量數介於13-31之間,其中只有1個是穩定的,其他都具有放射性,因此氟屬於單一同位素元素。天然存在的氟同位素只有穩定的19F,而放射性同位素18F是一個很好的正电子源。

主要的氟同位素
同位素 衰變
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
MeV
產物
18F 痕量 109.734 分鐘 β+ 0.634 18O
ε 1.656 18O
19F 100% 穩定,帶10粒中子
標準原子質量 (Ar, 標準)
  • 18.998403163(6)[1]
←O8 Ne10

圖表

符號 Z(
p
N(
n
同位素質量(u 半衰期 衰變
方式
[2]
衰變
產物
[n 1]
原子核
自旋
相對豐度
莫耳分率)
相對豐度的變化量
(莫耳分率)
激發能量
13F[3] 9 4 p 12O [n 2]
14F 9 5 14.03432(4) 500(60)×10−24 s
[910 keV]
p 13O 2−
15F 9 6 15.01801(14) 410(60)×10−22 s
[1.0(2) MeV]
p 14O (1/2+)
16F 9 7 16.011466(9) 11(6)×10−21 s
[40(20) keV]
p 15O 0−
17F 9 8 17.00209524(27) 64.49(16) s β+ 17O 5/2+
18F[n 3] 9 9 18.0009380(6) 109.771(20) min β+ 18O 1+
18mF 1121.36(15) keV 162(7) ns IS 18F 5+
19
F
9 10 18.99840322(7) 稳定 1/2+ 1.0000
20F 9 11 19.99998132(8) 11.163(8) s β 20Ne 2+
21F 9 12 20.9999490(19) 4.158(20) s β 21Ne 5/2+
22F 9 13 22.002999(13) 4.23(4) s β (89.0%) 22Ne 4+,(3+)
β, n (11.0%) 21Ne
23F 9 14 23.00357(9) 2.23(14) s β (86.0%) 23Ne 5/2+
β, n (14.0%) 22Ne
24F 9 15 24.00812(8) 400(50) ms β (94.1%) 24Ne (1,2,3)+
β, n (5.9%) 23Ne
25F 9 16 25.01210(11) 50(6) ms β (76.0%) 25Ne (5/2+)#
β, n (24.0%) 24Ne
26F 9 17 26.01962(18) 9.6(8) ms β (68.0%) 26Ne 1+
β, n (32.0%) 25Ne
27F 9 18 27.02676(40) 4.9(2) ms β 27Ne 5/2+#
28F 9 19 28.03567(55)# <40 ns n 27F
29F 9 20 29.04326(62)# 2.6(3) ms β 29Ne 5/2+#
30F 9 21 30.05250(64)# <260 ns
31F 9 22 31.06043(64)# 1# ms [>260 ns] 5/2+#

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。

氟-18

在氟的所有放射性同位素中,18F有著最长的半衰期,為109.739分钟。它有两种衰变模式,其中較常见的模式是正电子发射。因为这个原因,18F是醫療中正电子的主要来源。它最重要的用途就是放疗,一般以氟代脱氧葡萄糖的形式使用,是正电子发射计算机断层扫描的药物。

和所有以正电子发射为衰变形式的核素一样, 18F也可以以电子捕获的方法衰变。不管是哪一种衰变方式,18F都会衰变成18O。有96.86%的氟-18原子会以正电子发射的方式衰变,剩下的3.14%则是电子捕获。[4]

氟-18是质子数和中子数一样,并且是奇数的不稳定核素里最轻的,各有9个。[5]

氟-19

氟-19的唯一一种稳定同位素。它在天然氟里面占了100%,没有其它的同位素存在于自然中。它的结合能为147801 keV。氟-19的自旋为1/2,因此可用于氟-19 NMR

氟-20

氟-20的人造放射性同位素之一。它的半衰期为11.07秒,会进行β衰变,形成20Ne。它的放射性为1.885×109TBq/g,平均寿命有15.87秒长。

氟-21

氟-21的人造放射性同位素之一。它的半衰期为4.158秒,会进行β衰变,形成21Ne。它的放射性为4.78×109TBq/g。

同位素列表
氧的同位素 氟的同位素 氖的同位素

註釋

  1. 稳定同位素以粗体显示
  2. 人们可能观察到了自旋5/2+的激发态,但不确定基态氟-13的自旋。[3]
  3. 核医学用途

參考文獻

  1. Meija, Juris; et al. . Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. 需要免费注册. nucleonica. [2015-09-09]. (原始内容存档于2017-02-19).
  3. Charity, R. J. . Physical Review Letters. 2 April 2021, 126 (13): 2501 [5 April 2021]. doi:10.1103/PhysRevLett.126.132501. (原始内容存档于2022-05-13).
  4. 页面存档备份,存于 F-18 branching ratio for positron emission vs. EC
  5. National Nuclear Data Center. . Brookhaven National Laboratory.
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