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鐵的同位素

指数 鐵的同位素

鐵(原子量:55.845(2))共有34個同位素,有四種天然同位素,其中有3個是穩定的,他們包括,豐度佔5.845%、,豐度佔91.754%、,豐度佔2.119% 、,豐度佔0.282%,其中在許多研究中表明可能具放射性,半衰期大於3.1×1022年,但目前尚未觀測到明確的衰變現象。下面列出24種鐵已知的放射性同位素半衰期等資料,也可以參考以查閱更精確的數值。 早期許多測量鐵的同位素組成多半是著重在伴隨核合成過程(也就是隕石相關研究)以及成礦分析來確定的變化量;然而,在過去十年中,在質譜分析技術的進步已經允許在短時間內檢測和定量天然存在的鐵的穩定同位素的比率。這項技術大部分已運用在地球科學和行星科學的相關研究,應用生物和工業系統也開始出現。.

目录

  1. 6 关系: 同位素列表太阳系的形成与演化痕量同位素超新星

同位素列表

同位素列表列出了所有已知的化学元素的同位素。 此表由左到右按照原子序数的增长而排列,由下到上依照中子数目由少到多排列。 表格中的颜色表示各个同位素的半衰期(参见图例),表格边缘的颜色表示最稳定的核素的半衰期。.

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太阳系的形成与演化

太陽系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云中一小塊的引力坍缩。大多坍缩的质量集中在中心,形成了太阳,其余部分摊平並形成了一个原行星盤,继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。 这被稱為星云假说的广泛接受模型,最早是由18世纪的伊曼纽·斯威登堡、伊曼努尔·康德和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出。其随后的发展與天文学、物理学、地质学和行星学等多种科学领域相互交织。自1950年代太空时代降臨,以及1990年代太阳系外行星的发现,此模型在解释新发现的过程中受到挑战又被進一步完善化。 从形成開始至今,太阳系经历了相當大的變化。有很多卫星由环绕其母星气体與尘埃组成的星盘中形成,其他的卫星据信是俘获而来,或者来自于巨大的碰撞(地球的卫星月球属此情况)。天体间的碰撞至今都持续发生,並為太阳系演化的中心。行星的位置经常遷移,某些行星间已經彼此易位。这种行星迁移现在被认为对太阳系早期演化起負擔起绝大部分的作用。 就如同太阳和行星的出生一样,它们最终将灭亡。大约50亿年后,太阳会冷却並向外膨胀超过现在的直径很多倍(成为一个红巨星),抛去它的外层成为行星狀星云,並留下被称为白矮星的恒星尸骸。在遥远的未来,太阳的环绕行星会逐渐被经过的恒星的重力卷走。它们中的一些会被毁掉,另一些则会被抛向星际间的太空。最终,数万亿年之后,太阳终将会独自一个,不再有其它天体在太阳系轨道上。.

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痕量同位素

痕量同位素是微量的自然放射性同位素。一般来说,痕量同位素的半衰期比地球的年龄短,由于原始核素往往大于微量。微量放射性同位素的存在是因为他们产生了地球上的自然过程。.

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超新星

超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见,而期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相當。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。超新星是星系引力波潛在的強大來源。初級宇宙射線有很大的比例來自超新星 。 超新星比新星更有活力。超新星的英文名稱為 supernova,nova在拉丁語中是“新”的意思,這表示它在天球上看上去是一顆新出現的亮星(其實原本即已存在,因亮度增加而被認為是新出現的);字首的super-是為了將超新星和一般的新星有所區分,也表示超新星具有更高的亮度。超新星這個名詞是沃爾特·巴德和弗裡茨·茲威基在1931年創造的。 超新星可以用兩種方式之一觸發:突然重新點燃核融合之火的簡併恆星,或是大質量恆星核心的重力塌陷。在第一種情況,一顆簡併的白矮星可以透過吸積從伴星那兒累積到足夠的質量,或是吸積或是合併,提高核心的溫度,點燃碳融合,並觸發失控的核融合,將恆星完全摧毀。在第二種情況,大質量恆星的核心可能遭受突然的引力坍縮,釋放重力位能,可以創建一次超新星爆炸。 最近一次觀測到銀河系的超新星是1604年的克卜勒之星(SN 1604);回顧性的分析已經發現兩個更新的殘骸 。對其它星系的觀測表明,在銀河系平均每世紀會出現三顆超新星,而且以現在的天文觀測設備,這些銀河超新星幾乎肯定會被觀測到 。它們作用的角色豐富了星際物質與高質量的化學元素。此外,來自超新星向外膨脹的激波可以觸發新恆星的形成。.

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铁是一种化学元素,它的化学符号是Fe,它的原子序数是26,它的相对原子质量是56。它是过渡金属的一种。铁是最常用的金属,是地球外核及內核的主要成份,是地殼上豐度第四高的元素和第二高的金屬。鐵常出現在类地行星中,因為鐵是高質量恆星核融合後的產物,鎳-56是放熱核融合反應的最後一個產物,之後會衰變成最常見的鐵同位素。 铁和其他8族元素相同,其氧化態範圍很廣,由−2到+6,但其中+2和+3是最常見的氧化態。在流星体及低氧的環境下,鐵會以单质的形式存在,但是鐵很容易和氧氣和水反應。鐵的表面是有光澤的銀灰色,但在空氣中鐵會反應生成水合的氧化鐵,一般稱為铁锈。許多金屬在氧化後會形成钝化的氧化層,保護內部的金屬不被氧化,但氧化鐵的密度較鐵要低,因此氧化鐵會剝落,無法保護內部的鐵不受腐蝕。.

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是一種化學元素,化學符號為Ni,原子序數為28。它是一種有光澤的銀白色金屬,其銀白色帶一點淡金色。鎳屬於過渡金屬,質硬,具延展性。純鎳的化學活性相當高,這種活性可以在反應表面積最大化的粉末狀態下看到,但大塊的鎳金屬與周圍的空氣反應緩慢,因為其表面已形成了一層帶保護性質的氧化物。即使如此,由於鎳與氧之間的活性夠高,所以在地球表面還是很難找到自然的金屬鎳。地球表面的自然鎳都被封在較大的鎳鐵隕石裏面,這是因為隕石在太空的時候接觸不到氧氣的緣故。在地球上,這種自然鎳總會和鐵結合在一起,這點反映出它們都是超新星核合成主要的最終產物。一般認為地球的地核就是由鎳鐵混合物所組成的。 鎳的使用(天然的隕鎳鐵合金)最早可追溯至公元前3500年。阿克塞尔·弗雷德里克·克龙斯泰特於1751年最早分離出鎳,並將它界定為化學元素,儘管他最初把鎳礦石誤認為銅的礦物。鎳的外語名字來自德國礦工傳說中同名的淘氣妖精(Nickel,與英語中魔鬼別稱"Old Nick"相近),這是由於鎳銅礦不能用煉銅的方法煉出銅來,所以被比擬成妖魔。鎳最經濟的主要來源為鐵礦石褐鐵礦,含鎳量一般為1-2%。鎳的其他重要礦物包括硅鎂鎳礦及鎳黃鐵礦。鎳的主要生產地包括加拿大的索德柏立區(一般認為該處是隕石撞擊坑)、太平洋的新喀里多尼亞及俄羅斯的諾里爾斯克。 由於鎳在室溫時的氧化緩慢,所以一般視為具有耐腐蝕性。歷史上,因為這一點鎳被用作電鍍各種表面,例如金屬(如鐵及黃銅)、化學裝置內部及某些需要保持閃亮銀光的合金(例如鎳銀)。世界鎳生產量中的約6%仍被用於抗腐蝕純鎳電鍍。鎳曾經是硬幣的常見成份,但現時這方面已大致上被較便宜的鐵所取代,尤其是因為有些人的皮膚對鎳過敏。儘管如此,英國還是在皮膚科醫生的反對下,於2012年開始再使用鎳鑄造錢幣。 只有四種元素在室溫時具有鐵磁性,鎳就是其中一種。含鎳的鋁鎳鈷合金永久磁鐵,其磁力強度介乎於含鐵的永久磁鐵與稀土磁鐵之間。鎳在現代世界的的地位主要來自於它的各種合金。全世界鎳產量中的約60%被用於生產各種鎳鋼(特別是不鏽鋼)。其他常見的合金,還有一些的新的高溫合金,就幾乎就佔盡了餘下的世界鎳用量。用於製作化合物的化學用途只佔了鎳產量的不到3%。作為化合物,鎳在化學製造有好幾種特定的用途,例如作為氫化反應的催化劑。某些微生物和植物的酶用鎳作為活性位點,因此鎳是它們重要的養分。.

查看 鐵的同位素和镍