Elemento mononucleico

Un elemento mononucleico es uno de los 22 elementos químicos que se encuentran naturalmente en la Tierra esencialmente como nucleidos individuales (que a su vez pueden ser estables o no). Estos nucleidos individuales tienen una masa atómica característica. Así, la abundancia isotópica natural de un elemento cualquiera está dominada por un isótopo estable o por un isótopo de vida media muy larga. Hay 19 elementos en la primera categoría (que son a la vez monoisotópicos y mononucleicos), y 3 (bismuto, torio y protactinio) en la segunda categoría (mononucleicos pero no monoisotópicos, porque no son nucleidos estables).^[1] La lista de los 22 elementos mononucleicos figura al final del artículo.

Sin embargo, de los 26 elementos monoisotópicos (que por definición sólo tienen un isótopo estable), siete (26 menos 19 = 7) no son considerados mononucleicos, debido a la presencia de una fracción significativa de algún radioisótopo en su distribución natural, que no siendo estable, todavía no ha agotado su vida media. Estos elementos son vanadio, rubidio, indio, lantano, europio, renio, y lutecio.

Uso en metrología

Los elementos mononucleicos son de gran importancia científica porque sus pesos atómicos pueden ser medidos con gran exactitud, con una mínima incertidumbre asociada con la presencia de átomos isotópicos en una muestra dada. Otra manera de evidenciar esta propiedad es señalando que estos elementos tienen iguales su masa atómica relativa y su masa atómica.^[2]

En la práctica, sólo 11 de los elementos mononucleicos son utilizados en metrología de pesos atómicos estándar. Estos son:

Aluminio, bismuto, cesio, cobalto, oro, manganeso, fósforo, escandio, sodio, terbio, y torio.^[3]

Contaminación por trazas de isótopos inestables

Es habitual encontrar trazas de concentraciones de isótopos inestables en las muestras naturales de algunos elementos mononucleicos. Por ejemplo, el berilio-10 (¹⁰Be), con una vida-media de 1.4 millones de años, es producido por los rayos cósmicos en la atmósfera superior de la Tierra; el yodo-129 (¹²⁹I), con una vida-media de 15.7 millones de años, es producido por varios mecanismos cosmogénicos y nucleares; y el cesio-137 (¹³⁷Cs), con una vida-media de 30 años, es generado por fisión nuclear. Estos isótopos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones analíticas y forenses.

Casi todo el plutonio encontrado en la naturaleza es el mononucleido primordial ²⁴⁴Pu. Esto hace que el plutonio sea mononucleico por definición, pero en la práctica, se presenta con una considerable contaminación de isótopos de plutonio artificiales (como ²³⁹Pu) procedentes de los reactores y de las armas nucleares. Este hecho provoca que el plutonio no pueda ser utilizado en metrología, y en consecuencia, no es incluido normalmente en las listas de elementos mononucleicos.

Lista completa de los 22 elementos mononucleicos

Datos de Pesos Atómicos y Composiciones Isotópicas ed. J. S. Coursey, D. J. Schwab Y R. Un. Dragoset, Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (2005).
(NOTA: Los valores entre paréntesis situados después del último dígito significativo de la cifra a la que se atribuyen, presentan incertidumbres.)

Elemento	Nucleido	Z (p)	N (n)	Masa isotópica (u)
Berilio	⁹Be	4	5	9.012 182(3)
Flúor	¹⁹F	9	10	18.998 403 2(5)
Sodio	²³Na	11	12	22.989 770(2)
Aluminio	²⁷Al	13	14	26.981 538(2)
Fósforo	³¹P	15	16	30.973 761(2)
Escandio	⁴⁵Sc	21	24	44.955 910(8)
Manganeso	⁵⁵Mn	25	30	54.938 049(9)
Cobalto	⁵⁹Co	27	32	58.933 200(9)
Arsénico	⁷⁵As	33	42	74.921 60(2)
Itrio	⁸⁹Y	39	50	88.905 85(2)
Niobio	⁹³Nb	41	52	92.906 38(2)
Rodio	¹⁰³Rh	45	58	102.905 50(2)
Yodo	¹²⁷I	53	74	126.904 47(3)
Cesio	¹³³Cs	55	78	132.905 45(2)
Praseodimio	¹⁴¹Pr	59	82	140.907 65(2)
Terbio	¹⁵⁹Tb	65	94	158.925 34(2)
Holmio	¹⁶⁵Ho	67	98	164.930 32(2)
Tulio	¹⁶⁹Tm	69	100	168.934 21(2)
Oro	¹⁹⁷Au	79	118	196.966 55(2)
Bismuto	²⁰⁹Bi	83	126	208.980 38(2)	(Radioactivo)
Torio	²³²Th	90	142	232.038 1(1)	(Radioactivo)
Protactinio	²³¹Pa	91	140	231.035 88(2)	(Radioactivo)

Véase también

Elemento primordial
Tabla de nucleidos ordenada por vida media
Tabla de nucleidos
Geoquímica de isótopos
Radioisótopo
Lista de elementos por estabilidad de isótopos
Lista de elementos por estabilidad nuclear

Referencias

↑ Hasta 2003, el ²⁰⁹Bi estuvo incluido en la primera categoría.
↑ N. E. Holden, "Standard Atomic Weight Values for the Mononuclidic Elements - 2001," BNL-NCS-68362, Brookhaven National Laboratory (2001)
↑ IUPAC list of mononuclidics for metrology purposes

Datos: Q337393

[1] Hasta 2003, el ²⁰⁹Bi estuvo incluido en la primera categoría.

[2] N. E. Holden, "Standard Atomic Weight Values for the Mononuclidic Elements - 2001," BNL-NCS-68362, Brookhaven National Laboratory (2001)

[3] IUPAC list of mononuclidics for metrology purposes

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