Izotopy lithia

Přírodní lithium (₃Li, relativní atomová hmotnost 6,94) se skládá ze dvou stabilních izotopů: lithia-6 (⁶Li) a lithia-7 (⁷Li), přičemž druhý z nich je mnohem rozšířenější, zahrnuje asi 92,5 % atomů. Oba přírodní izotopy mají oproti sousedním prvkům nižší jadernou vazebnou energii na nukleon (~5,3 MeV, helium má ~7,1 MeV a beryllium ~6,5 MeV). Nejstabilnější radioizotop je ⁸Li s poločasem přeměny 838 milisekund (ms). Lithium-9 má poločas 178 ms a lithium-11 1,1 ms, ostatní izotopy se přeměňují s poločasem kratším než 10 nanosekund. Nejméně stabilní ze známých izotopů je ⁴Li, které se přeměňuje vyzářením protonu s poločasem kolem 9,1×10⁻²³ s, ovšem poločas přeměny lithia-3 ještě není znám a pravděpodobně bude ještě kratší. Nejtěžším známým izotopem je ¹³Li, jeho poločas není znám.^[1]

Lithium-7 a lithium-6 patří mezi prvotní nuklidy, které vznikly při nukleosyntéze Velkého třesku, lithium-7 má mezi těmito nuklidy zastoupení 10⁻⁹ a lithium-6 okolo 10⁻¹³.^[2] Malé množství lithia-6 také vzniká při jaderných reakcích v některých hvězdách. Izotopy lithia se částečně oddělují při různých geologických procesech. Lithné ionty nahrazují hořčík nebo železo v některých osmistěnných krystalech v jílech a lithium-6 je někdy „upřednostňováno“ před lithiem-7, důsledkem čehož je zvýšení podílu jednoho či druhého izotopu.

Lithium-6 se používá na přípravu tritia, které vzniká ostřelováním ⁶Li neutrony.

Lithium-4

Lithium-4 (⁴Li) má v jádru tři protony a jeden neutron. Má nejkratší poločas přeměny ze známých izotopů lithia, přibližně 9,1×10⁻²³ s, a přeměňuje se vyzářením protonu na helium-3. Může se utvořit jako meziprodukt některých fúzních jaderných reakcí.

Lithium-6

⁶Li má v jádru tři neutrony, je lehčím z obou stabilních izotopů lithia. Používá se na výrobu tritia (³H) a k absorpci neutronů při jaderné fúzi. Přírodní lithium obsahuje kolem 7,5 % tohoto izotopu, zbytek tvoří lithium-7. Lithium-6 se používalo jako součást termonukleárních bomb. Je to jeden ze tří stabilních nuklidů se spinem 1.^[3][4]

Lithium-7

Lithium-7 je nejběžnější izotop, patří k němu asi 92,5 % přírodního lithia. V jeho jádru se nacházejí čtyři neutrony. Kvůli svým jaderným vlastnostem méně běžné než helium, beryllium, uhlík, dusík nebo kyslík, přestože většina těchto prvků má těžší jádra.

Při průmyslové výrobě lithia-6 vzniká odpadní produkt se zvýšeným obsahem lithia-7 a sníženým obsahem lithia-6. Tento produkt se prodává a část z něj se dostává do životního prostředí.

⁷LiOH se používá na alkalizaci chladiva v tlakovodních reaktorech.^[5]

Podařilo se vytvořit na několik pikosekund atomy lithia-7, které obsahovaly částici lambda ve svém jádru, i když se předpokládá, že atomové jádro může obsahovat pouze neutrony, protony a piony.^[6][7]

Lithium-11

Lithium-11 má v jádru tři protony a osm neutronů, přičemž dva by měly tvořit jaderné halo. Přeměňuje se beta minus přeměnou na 11Be, které se dále přeměňuje několika způsoby (viz níže v tabulce)

Lithium-12

Lithium-12 má velmi krátký poločas přeměny (méně než 10 ns). Přeměňuje se emisí neutronu na ¹¹Li.

Seznam izotopů

nuklid symbol	Protonové číslo	Neutronové číslo	hmotnost izotopu (u)	poločas přeměny	způsob(y) přeměny[8]	Produkt(y) přeměny[n 1]	jaderný spin	reprezentativní isotopové složení (molární zlomek)	rozmezí přirozeného výskytu (molární zlomek)
	excitační energie
3Li	3	0	3,030 775		p	2He
4Li	3	1	4,027 19(23)	91(9)×10−24	p	3He
5Li	3	2	5,012 54(5)	3,7(3)×10−22 ~1,5 MeV	p	4He	-3/2
6Li	3	3	6,015 122 795(16)	Stabilní			+1	0,0759(4)	0,077 14–0,072 25
7Li	3	4	7,016 004 55(8)	Stabilní			-3/2	0,9241(4)	0,922 75-0,927 86
8Li	3	5	8,022 487 36(10)	840,3(9) ms	β−	8Be	+2
9Li	3	6	9,026 789 5(21)	178,3(4) ms	β−, n (50,8%)	8Be	-3/2
					β− (49,2%)	9Be
10Li	3	7	10,035 481(16)	2,0(5)×10−21 s 1,2(3) MeV	n	9Li	(-1,-2)
10m1Li	200(40) keV			3,7(15)×10−21 s			+1
10m2Li	480(40) keV			1,35(24)×10−21 s			+2
11Li[9]	3	8	11,043 798(21)	8,75(14) ms	β−, n (84,9%)	10Be	-3/2
					β− (8,07%)	11Be
					β−, 2n (4,1%)	9Be
					β−, 3n (1,9%)	8Be
					β−, α (1,0%)	7He, 4He
					β−, štěpení (0,014%)	8Li, 3H
					β−, štěpení (0,013%)	9Li, 2H
12Li	3	9	12,053 78(107)	10 ns	n	11Li