Isotopes du magnésium

Le magnésium (Mg, numéro atomique 12), possède 22 isotopes connus avec un nombre de masse variant entre 19 et 40. Trois d'entre eux sont stables, ²⁴Mg, ²⁵Mg et ²⁶Mg, et naturellement présents dans l'environnement selon un ratio approximatif de 80/10/10. On attribue au magnésium une masse atomique standard de 24,3050 u.

Représentation graphique de l'abondance naturelle des isotopes du magnésium.

Parmi les 19 radioisotopes connus du magnésium, ²⁸Mg a la durée de vie la plus longue avec une demi-vie de 20,915 h, suivi de ²⁷Mg avec une demi-vie de 9,458 min. Les autres ont tous une demi-vie inférieure à une minute, et la plupart d'entre eux inférieure à une seconde.

Les isotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par désintégration β⁺ en isotopes du sodium, ceux plus lourds par désintégration β⁻ en isotopes de l'aluminium.

Magnésium naturel

Le magnésium naturel est constitué des trois isotopes stables ²⁴Mg, ²⁵Mg et ²⁶Mg, le premier étant majoritaire. Tous trois sont primordiaux, mais ²⁶Mg est également radiogénique, produit de la désintégration radioactive de ²⁶Al (primordial ou cosmogénique).

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)	Gamme de variations
24Mg	78,99 (4) %	78,958 – 79,017
25Mg	10,00 (1) %	9,996 – 10,012
26Mg	11,01 (3) %	10,987 – 11,030

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	Masse isotopique (u)	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[1]	Isotope(s) fils[n 1]	Spin nucléaire
19Mg	12	7	19,03547(27)				1/2-#
20Mg	12	8	20,018863(29)	90,8(24) ms	β+ (97 %)	20Na	0+
					β+, p (3 %)	19Ne
21Mg	12	9	21,011713(18)	122(2) ms	β+ (66,9 %)	21Na	(5/2,3/2)+
					β+, p (32,6 %)	20Ne
					β+, α (0,5 %)	16F
22Mg	12	10	21,9995738(14)	3,8755(12) s	β+	22Na	0+
23Mg	12	11	22,9941237(14)	11,317(11) s	β+	23Na	3/2+
24Mg	12	12	23,985041700(14)	Stable			0+
25Mg	12	13	24,98583692(3)	Stable			5/2+
26Mg[n 2]	12	14	25,982592929(30)	Stable			0+
27Mg	12	15	26,98434059(5)	9,458(12) min	β−	27Al	1/2+
28Mg	12	16	27,9838768(22)	20,915(9) h	β−	28Al	0+
29Mg	12	17	28,988600(15)	1,30(12) s	β−	29Al	3/2+
30Mg	12	18	29,990434(9)	335(17) ms	β− (99,94 %)	30Al	0+
					β−, n (0,06 %)	29Al
31Mg	12	19	30,996546(13)	230(20) ms	β− (98,3 %)	31Al	3/2+
					β−, n (1,7 %)	30Al
32Mg	12	20	31,998975(19)	86(5) ms	β− (97,6 %)	32Al	0+
					β−, n (2,4 %)	31Al
33Mg	12	21	33,005254(21)	90,5(16) ms	β− (83 %)	33Al	7/2-#
					β−, n (17 %)	32Al
34Mg	12	22	34,00946(25)	20(10) ms	β− (>99,9 %)	34Al	0+
					β−, n (<,1 %)	33Al
35Mg	12	23	35,01734(43)#	70(40) ms	β−, n (52 %)	34Al	(7/2-)#
					β− (48 %)	35Al
36Mg	12	24	36,02300(54)#	3,9(13) ms	β−	36Al	0+
37Mg	12	25	37,03140(97)#	40# ms [>260 ns]	β−	37Al	7/2-#
					β−, n	36Al
38Mg	12	26	38,03757(54)#	1# ms [>260 ns]			0+
39Mg	12	27	39,04677(55)#	<260 ns			7/2-#
40Mg	12	28	40,05393(97)#	1# ms			0+

1. Isotopes stables en gras.
2. Utilisé en datation radiométrique pour des évènements ayant eu lieu au début de l'histoire du système solaire.

Le magnésium 40 n'a été découvert qu'en 2007. Il se situe à la limite de stabilité des nucléides riches en neutrons. En fait son neutron le plus externe n'est pas confiné dans le noyau, et ⁴⁰Mg ne doit son état de noyau lié qu'à l'existence de couplages neutron-neutron. Il présente aussi des transitions nucléaires inattendues^[2],[3].

Remarques

• Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
• Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent des incertitudes élargies.