Von den 23 bekannten Isotopen des Siliciums sind nur die Isotope 28Si, 29Si und 30Si stabil und in der Natur anzutreffen; alle anderen sind Radioisotope. 32Si entsteht in der Atmosphäre durch Einwirkung kosmischer Strahlung auf Argon-Atome und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 153 Jahren zu Phosphor-31.
Natürlich auftretende Silicium-Isotope
Atommasse Ar | Anteil | Halbwertszeit | Spin | |
Silicium Isotopengemisch | 28,085 u | 100 % | ||
Isotop 28Si | 27,976926535(3) u | 92,254 % | stabil | 0+ |
Isotop 29Si | 28,976494665(3) u | 4,673 % | stabil | 1/2+ |
Isotop 30Si | 29,97377001(2) u | 3,073 % | stabil | 0+ |
Die natürlichen Isotopenhäufigkeiten (Isotopenverhältnis) des in der Natur auftretenden Siliciums können mehr oder weniger stark variieren, so dass die Atommasse zwischen 28,084 und 28,086 schwankt.
Alle anderen Silicium-Radionuklide besitzen Halbwertszeiten im Sekundenbereich oder weit darunter.
Der besonders stabile Silicium-28-Kern entsteht in stellaren Fusionsprozessen beim Sauerstoffbrennen.
Isotopentabelle: Silicium
Isotop Nuklid | Z | A | N | Name | Atommasse [Kernmasse] {Massenüberschuss} | Spin I (h/2π) | μ | A-Nuk |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
22Si | 14 | 22 | 8 | Silicium-22 | 22,03579(54) u [22,02811 u] {33,33817 MeV} | 0+ | ||
23Si | 14 | 23 | 9 | Silicium-23 | 23,02544(54) u [23,01776 u] {23,69721 MeV} | (5/2)+ | ||
24Si | 14 | 24 | 10 | Silicium-24 | 24,011535(21) u [24,003855 u] {10,74478 MeV} | 0+ | ||
25Si | 14 | 25 | 11 | Silicium-25 | 25,004108046(10735) u [24,996428 u] {3,82662 MeV} | 5/2+ | ||
26Si | 14 | 26 | 12 | Silicium-26 | 25,9923338(12) u [25,9846538 u] {-7,14102 MeV} | 0+ | 26P | |
27Si | 14 | 27 | 13 | Silicium-27 | 26,98670469(12) u [26,9790247 u] {-12,3845 MeV} | 5/2+ | 0,8652(3) | 27P 28S |
28Si | 14 | 28 | 14 | Silicium-28 | 27,976926535(3) u [27,9692465 u] {-21,49279 MeV} | 0+ | 28P 28Al 29S 31Ar 32Cl | |
29Si | 14 | 29 | 15 | Silicium-29 | 28,976494665(3) u [28,9688146 u] {-21,89508 MeV} | 1/2+ | -0,555052(3) | 29P 29Al |
30Si | 14 | 30 | 16 | Silicium-30 | 29,97377001(2) u [29,96609 u] {-24,43308 MeV} | 0+ | 30P 30Al | |
31Si | 14 | 31 | 17 | Silicium-31 | 30,97536319(5) u [30,9676832 u] {-22,94904 MeV} | 3/2+ | 31Al | |
32Si | 14 | 32 | 18 | Silicium-32 | 31,9741515(3) u [31,9664715 u] {-24,07772 MeV} | 0+ | 32Al | |
33Si | 14 | 33 | 19 | Silicium-33 | 32,9779770(8) u [32,970297 u] {-20,51429 MeV} | 3/2+ | 1,21(3) | 33Al 34Al |
34Si | 14 | 34 | 20 | Silicium-34 | 33,978575(15) u [33,970895 u] {-19,95726 MeV} | 0+ | 34Al 35Al | |
35Si | 14 | 35 | 21 | Silicium-35 | 34,98455(4) u [34,97687 u] {-14,39158 MeV} | (7/2)- | - 1,639(4) | 35Al |
36Si | 14 | 36 | 22 | Silicium-36 | 35,98665(8) u [35,97897 u] {-12,43544 MeV} | 0+ | ||
37Si | 14 | 37 | 23 | Silicium-37 | 36,99295(12) u [36,98527 u] {-6,56703 MeV} | (5/2-) | ||
38Si | 14 | 38 | 24 | Silicium-38 | 37,99552(11) u [37,98784 u] {-4,17309 MeV} | 0+ | ||
39Si | 14 | 39 | 25 | Silicium-39 | 39,00249(15) u [38,99481 u] {2,31942 MeV} | (5/2-) | ||
40Si | 14 | 40 | 26 | Silicium-40 | 40,00583(37) u [39,99815 u] {5,43061 MeV} | 0+ | ||
41Si | 14 | 41 | 27 | Silicium-41 | 41,01301(60) u [41,00533 u] {12,11874 MeV} | 7/2- | ||
42Si | 14 | 42 | 28 | Silicium-42 | 42,01808(32) u [42,0104 u] {16,84141 MeV} | 0+ | ||
43Si | 14 | 43 | 29 | Silicium-43 | 43,02480(64) u [43,01712 u] {23,10105 MeV} | 3/2- | ||
44Si | 14 | 44 | 30 | Silicium-44 | 44,03061(64) u [44,02293 u] {28,51303 MeV} | 0+ |
Isotop | Zerfall (radioaktiver Zerfall) | AE | Mehr | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Halbwertszeit | Zerfallsart | Anteil | Energie | Info | ||
1 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Si-22 | 29(2) ms | EE/β+ zu 22Al β+, p zu 21Mg | 68(4) % 32(4) % | 15,14(64) MeV | AL | |
Si-23 | 42,3(4) ms | EE/β+ zu 23Al ε, p zu 22Mg ε, 2p zu 21Na | 25,4 % 71 % 3,6 % | 17,002 MeV 16,880 MeV 11,378 MeV | AL | |
Si-24 | 140(8) ms | EE/β+ zu 24Al β+, p zu 23Mg | 62(4) % 38(4) % | 10,794(19) MeV 8,939 MeV | AL | |
Si-25 | 220(3) ms | EE/β+ zu 25Al β+, p zu 24Mg | 65(2) % 35(2) % | 12,743(10) MeV 10,469 MeV | AL | |
Si-26 | 2,2453(7) s | EE/β+ zu 26Al | 100 % | 5,06914(13) MeV | AL | |
Si-27 | 4,15(4) s | EE/β+ zu 27Al | 100 % | 4,81236 MeV | AL | |
Si-28 | stabil | AL | ||||
Si-29 | stabil | AL | ||||
Si-30 | stabil | AL | ||||
Si-31 | 157,36(26) min | β- zu 31P | 100 % | 1,49150(4) MeV | AL | |
Si-32 | 153(19) Jahre | β- zu 32P | 100 % | 0,2272(3) MeV | AL | |
Si-33 | 6,11(21) s | β- zu 33P | 100 % | 5,8230(13) MeV | AL | |
Si-34 | 2,77(20) s | β- zu 34P | 100 % | 4,592(14) MeV | AL | |
Si-35 | 0,78(12) s | β- zu 35P β-, n zu 34P | > 95 % < 5 % | 10,4974 MeV 2,11698 MeV | AL | |
Si-36 | 0,45(6) s | β- zu 36P β-, n zu 35P | > 90 % < 10 % | 7,83339 MeV 4,3688 MeV | AL | |
Si-37 | 90(60) ms | β- zu 37P β-, n zu 36P β-, 2n zu 35P | 83(13) % 17(13) % ? | 12,4016 MeV 5,5854 MeV | AL | |
Si-38 | 63(8) ms | β- zu 38P β-, n zu 37P | 75(10) % 25(10) % | 10,45(13) MeV 6,75(11) MeV | AL | |
Si-39 | 47,5(20) ms | β- zu 39P β-, n zu 38P β-, 2n zu 37P | 100 % ? ? | 15,09(18) MeV 8,87(15) MeV | AL | |
Si-40 | 33,0(10) ms | β- zu 40P β-, n zu 39P β-, 2n zu 38P | 100 % ? ? | 13,54(38) MeV 10,13(36) MeV | AL | |
Si-41 | 20,0(25) ms | β- zu 41P β-, n zu 40P | 100 % > 0 % | 17,10(57) MeV 12,16(58) MeV | AL | |
Si-42 | 12,5(35) ms | β- zu 42P β-, n zu 41P β-, 2n zu 40P | 100 % ? ? | 15,75(32) MeV 13,748(323) MeV | AL | |
Si-43 | 60 ns | β- zu 43P β-, n zu 42P β-, 2n zu 41P | ? ? ? | 18,42(81) MeV 14,02(67) MeV | AL | |
Si-44 | 360 ns | β- zu 44P β-, n zu 43P | 100 % ? | 18,06(78) MeV 15,76(81) MeV | AL |
Erläuterungen zu den einzelnen Spalten:
1 - Symbol mit Nukleonenzahl.
2 - Z = Anzahl der Protonen (Ordnungszahl).
3 - Massenzahl A.
4 - N = Anzahl der Neutronen.
5 - Bezeichnung des Silicium-Isotops; gegebenenfalls Trivialnamen.
6 - Relative Atommasse des Silicium-Isotops (Isotopenmasse inklusive Elektronen) und in eckigen Klammern die Masse des Atomkerns (Kernmasse, Nuklidmasse ohne Elektronen), jeweils bezogen auf 12C = 12,00000 [2]. Zusätzlich ist der Massenüberschuss (Massenexzess) in MeV angegeben.
7 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
8 - Kernmagnetisches Moment μmag.
9 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den Daten des jeweiligen Ausgangsnuklids zu finden.
10 - Zerfall: Halbwertszeiten des Silicium-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
11 - Zerfall: Zerfallsart in die jeweiligen Tochternuklide mit n = Neutronenemission; p = Protonenemission; α = Alpha-Zerfall; ß- = Beta-Minus-Zerfall unter Elektronenemission; EE = Elektroneneinfang; ß+ = Positronenemission; ε = ß+ und/oder EE; Iso = Isomerieübergang; CZ = Cluster-Zerfall; SZ = Spontanzerfall.
12 - Zerfall: Zerfallsanteil in Prozent (%).
13 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
14 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
15 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).
Sonstige:
()- Eingeklammerte Ziffern: Unsicherheit zur Darstellung der Streubreite des angegebenen Wertes.
~ - Theoretische Werte oder systematische Trends.
- ungelistet-: Nuklide, die in der Literatur bereits erwänhnt wurden, aber aus irgendwelchen Gründen in den aktuellen Nuklidtabellen nicht mehr zu finden sind, weil sich deren Entdeckung z. B. nicht bestätigt hat.
NMR-aktive Silicium-Nuklide
Nuklid Anteil Spin I | Kernmagnetisches Moment μ/μN | Gyromagnetisches Verhältnis 107 rad T-1 s-1 | Quadrupol- Moment Q [barn] | Resonanz- Frequenz v0 bei 1 T | Relative Empfindlichkeit H0 = const. v0 = const. * |
---|---|---|---|---|---|
29Si 4,673 % 1/2+ | -0,555052(3) | - 5,3188 | 8,4655 | 0,00786 0,1988 |
*) bezogen auf 1H = 1,000
Strahlenschutz
Für den Umgang mit den Silicium-Radionukliden gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2018) unter anderem folgende Werte (Spalten 1 bis 7):
Nuklid | Freigrenzen | HRQ-Schwelle | OFK | Tochternuklide | Halbwertszeit | |
---|---|---|---|---|---|---|
Si-31 | 106 Bq | 1000 Bq/g | 10 TBq | 100 Bq/cm2 | 2,6 Stunden | |
Si-32+ | 106 Bq | 100 Bq/g | 7 Bq | 132,0 Jahre (s.o.) |
(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)
Kernisobare Nuklide des Siliciums
Zu den Silicium-Nukliden isobare Atomkerne befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).
Z: | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | C | N | O | F | Ne | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn |
22 | 22C | 22N | 22O | 22F | 22Ne | 22Na | 22Mg | 22Al | 22Si | |||||||||||
23 | 23N | 23O | 23F | 23Ne | 23Na | 23Mg | 23Al | 23Si | ||||||||||||
24 | 24N | 24O | 24F | 24Ne | 24Na | 24Mg | 24Al | 24Si | 24P | |||||||||||
25 | 25N | 25O | 25F | 25Ne | 25Na | 25Mg | 25Al | 25Si | 25P | |||||||||||
26 | 26O | 26F | 26Ne | 26Na | 26Mg | 26Al | 26Si | 26P | 26S | |||||||||||
27 | 27F | 27Ne | 27Na | 27Mg | 27Al | 27Si | 27P | 27S | ||||||||||||
28 | 28F | 28Ne | 28Na | 28Mg | 28Al | 28Si | 28P | 28S | 28Cl | |||||||||||
29 | 29F | 29Ne | 29Na | 29Mg | 29Al | 29Si | 29P | 29S | 29Cl | |||||||||||
30 | 30F | 30Ne | 30Na | 30Mg | 30Al | 30Si | 30P | 30S | 30Cl | 30Ar | ||||||||||
31 | 31F | 31Ne | 31Na | 31Mg | 31Al | 31Si | 31P | 31S | 31Cl | 31Ar | ||||||||||
32 | 32Ne | 32Na | 32Mg | 32Al | 32Si | 32P | 32S | 32Cl | 32Ar | 32K | ||||||||||
33 | 33Ne | 33Na | 33Mg | 33Al | 33Si | 33P | 33S | 33Cl | 33Ar | 33K | ||||||||||
34 | 34Ne | 34Na | 34Mg | 34Al | 34Si | 34P | 34S | 34Cl | 34Ar | 34K | 34Ca | |||||||||
35 | 35Na | 35Mg | 35Al | 35Si | 35P | 35S | 35Cl | 35Ar | 35K | 35Ca | ||||||||||
36 | 36Na | 36Mg | 36Al | 36Si | 36P | 36S | 36Cl | 36Ar | 36K | 36Ca | 36Sc | |||||||||
37 | 37Na | 37Mg | 37Al | 37Si | 37P | 37S | 37Cl | 37Ar | 37K | 37Ca | 37Sc | |||||||||
38 | 38Mg | 38Al | 38Si | 38P | 38S | 38Cl | 38Ar | 38K | 38Ca | 38Sc | 38Ti | |||||||||
39 | 39Mg | 39Al | 39Si | 39P | 39S | 39Cl | 39Ar | 39K | 39Ca | 39Sc | 39Ti | |||||||||
40 | 40Mg | 40Al | 40Si | 40P | 40S | 40Cl | 40Ar | 40K | 40Ca | 40Sc | 40Ti | 40V | ||||||||
41 | 41Al | 41Si | 41P | 41S | 41Cl | 41Ar | 41K | 41Ca | 41Sc | 41Ti | 41V | 41Cr | ||||||||
42 | 42Al | 42Si | 42P | 42S | 42Cl | 42Ar | 42K | 42Ca | 42Sc | 42Ti | 42V | 42Cr | 42Mn | |||||||
43 | 43Al | 43Si | 43P | 43S | 43Cl | 43Ar | 43K | 43Ca | 43Sc | 43Ti | 43V | 43Cr | 43Mn | |||||||
44 | 44Si | 44P | 44S | 44Cl | 44Ar | 44K | 44Ca | 44Sc | 44Ti | 44V | 44Cr | 44Mn |
Kernisotone Nuklide des Siliciums
Die zu den Silicium-Kernen isotonen Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
10He | ||||||||||||||||||||||
11Li | 12Li | |||||||||||||||||||||
12Be | 13Be | 14Be | 15Be | 16Be | ||||||||||||||||||
13B | 14B | 15B | 16B | 17B | 18B | 19B | 20B | 21B | ||||||||||||||
14C | 15C | 16C | 17C | 18C | 19C | 20C | 21C | 22C | ||||||||||||||
15N | 16N | 17N | 18N | 19N | 20N | 21N | 22N | 23N | 24N | 25N | ||||||||||||
16O | 17O | 18O | 19O | 20O | 21O | 22O | 23O | 24O | 25O | 26O | ||||||||||||
17F | 18F | 19F | 20F | 21F | 22F | 23F | 24F | 25F | 26F | 27F | 28F | 29F | 30F | 31F | ||||||||
18Ne | 19Ne | 20Ne | 21Ne | 22Ne | 23Ne | 24Ne | 25Ne | 26Ne | 27Ne | 28Ne | 29Ne | 30Ne | 31Ne | 32Ne | 33Ne | 34Ne | ||||||
19Na | 20Na | 21Na | 22Na | 23Na | 24Na | 25Na | 26Na | 27Na | 28Na | 29Na | 30Na | 31Na | 32Na | 33Na | 34Na | 35Na | 36Na | 37Na | 38Na | 39Na | ||
20Mg | 21Mg | 22Mg | 23Mg | 24Mg | 25Mg | 26Mg | 27Mg | 28Mg | 29Mg | 30Mg | 31Mg | 32Mg | 33Mg | 34Mg | 35Mg | 36Mg | 37Mg | 38Mg | 39Mg | 40Mg | ||
21Al | 22Al | 23Al | 24Al | 25Al | 26Al | 27Al | 28Al | 29Al | 30Al | 31Al | 32Al | 33Al | 34Al | 35Al | 36Al | 37Al | 38Al | 39Al | 40Al | 41Al | 42Al | 43Al |
22Si | 23Si | 24Si | 25Si | 26Si | 27Si | 28Si | 29Si | 30Si | 31Si | 32Si | 33Si | 34Si | 35Si | 36Si | 37Si | 38Si | 39Si | 40Si | 41Si | 42Si | 43Si | 44Si |
24P | 25P | 26P | 27P | 28P | 29P | 30P | 31P | 32P | 33P | 34P | 35P | 36P | 37P | 38P | 39P | 40P | 41P | 42P | 43P | 44P | 45P | |
26S | 27S | 28S | 29S | 30S | 31S | 32S | 33S | 34S | 35S | 36S | 37S | 38S | 39S | 40S | 41S | 42S | 43S | 44S | 45S | 46S | ||
28Cl | 29Cl | 30Cl | 31Cl | 32Cl | 33Cl | 34Cl | 35Cl | 36Cl | 37Cl | 38Cl | 39Cl | 40Cl | 41Cl | 42Cl | 43Cl | 44Cl | 45Cl | 46Cl | 47Cl | |||
30Ar | 31Ar | 32Ar | 33Ar | 34Ar | 35Ar | 36Ar | 37Ar | 38Ar | 39Ar | 40Ar | 41Ar | 42Ar | 43Ar | 44Ar | 45Ar | 46Ar | 47Ar | 48Ar | ||||
32K | 33K | 34K | 35K | 36K | 37K | 38K | 39K | 40K | 41K | 42K | 43K | 44K | 45K | 46K | 47K | 48K | 49K | |||||
34Ca | 35Ca | 36Ca | 37Ca | 38Ca | 39Ca | 40Ca | 41Ca | 42Ca | 43Ca | 44Ca | 45Ca | 46Ca | 47Ca | 48Ca | 49Ca | 50Ca | ||||||
36Sc | 37Sc | 38Sc | 39Sc | 40Sc | 41Sc | 42Sc | 43Sc | 44Sc | 45Sc | 46Sc | 47Sc | 48Sc | 49Sc | 50Sc | 51Sc | |||||||
38Ti | 39Ti | 40Ti | 41Ti | 42Ti | 43Ti | 44Ti | 45Ti | 46Ti | 47Ti | 48Ti | 49Ti | 50Ti | 51Ti | 52Ti | ||||||||
40V | 41V | 42V | 43V | 44V | 45V | 46V | 47V | 48V | 49V | 50V | 51V | 52V | 53V | |||||||||
41Cr | 42Cr | 43Cr | 44Cr | 45Cr | 46Cr | 47Cr | 48Cr | 49Cr | 50Cr | 51Cr | 52Cr | 53Cr | 54Cr | |||||||||
42Mn | 43Mn | 44Mn | 45Mn | 46Mn | 47Mn | 48Mn | 49Mn | 50Mn | 51Mn | 52Mn | 53Mn | 54Mn | 55Mn | |||||||||
45Fe | 46Fe | 47Fe | 48Fe | 49Fe | 50Fe | 51Fe | 52Fe | 53Fe | 54Fe | 55Fe | 56Fe | |||||||||||
46Co | 47Co | 48Co | 49Co | 50Co | 51Co | 52Co | 53Co | 54Co | 55Co | 56Co | 57Co | |||||||||||
48Ni | 49Ni | 50Ni | 51Ni | 52Ni | 53Ni | 54Ni | 55Ni | 56Ni | 57Ni | 58Ni | ||||||||||||
53Cu | 54Cu | 55Cu | 56Cu | 57Cu | 58Cu | 59Cu | ||||||||||||||||
54Zn | 55Zn | 56Zn | 57Zn | 58Zn | 59Zn | 60Zn | ||||||||||||||||
59Ga | 60Ga | 61Ga | ||||||||||||||||||||
60Ge | 61Ge | 62Ge | ||||||||||||||||||||
62As | 63As |
Literatur und Hinweise
Eigenschaften der Silicium-Isotope
[1] - NuDat: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, based on ENSDF and the Nuclear Wallet Cards.
[2] - G. Audi et. al.: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics, (2003), DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
[3] - Live Chart of Nuclides. Nuclear structure and decay data.
Silicium: Kernmagnetische Eigenschaften - 29Si-NMR
[4] - N. J. Stone: Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments. Atomic Data and Nuclear Data Tables, (2005), DOI 10.1016/j.adt.2005.04.001.
[5] - Pekka Pyykkö: Year-2008 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2008), DOI 10.1080/00268970802018367.
[6] - Pekka Pyykkö: Year-2017 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2018), DOI 10.1080/00268976.2018.1426131.
[7] - N. J. Stone: Table of recommended nuclear magnetic dipole moments. IAEA, (2019).
Weitere Quellen:
[8] - Isotopenhäufigkeiten, Atommassen und Isotopenmassen: Siehe unter dem jeweiligen Stichwort.
Kategorie: Chemische Elemente
Letzte Änderung am 12.12.2022.
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