Isotopes du mercure

Le mercure (Hg, numéro atomique 80) possède 40 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 171 et 210, et 16 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, sept sont stables, 196Hg, 198Hg, 199Hg, 200Hg, 201Hg, 202Hg et 204Hg ; ils constituent l'intégralité du mercure naturel, le plus abondant étant 202Hg (29,86 %) et le moins 196Hg (0,15 %). La masse atomique standard attribuée au mercure est de 200,592(3) u.

Parmi les 33 radioisotopes artificiels du mercure, ceux à la plus longue durée de vie sont 194Hg avec une demi-vie de 444 années, 203Hg (46,6 jours) et 197Hg (64 heures). Tous les autres radioisotopes ont une demi-vie inférieure à cinq heures, et la plupart inférieure à une heure.

Parmi les isomères nucléaires, les plus stables sont 195mHg (t1/2 de 41,6 heures), 197mHg (t1/2 de 23,8 heures) et 193mHg (t1/2 de 11,8 heures), les autres ayant tous une demi-vie inférieure à une heure, et la plupart inférieure à une minute.

À l'exception de 192Hg, 194Hg et 197Hg qui se désintègrent par capture électronique en isotopes de l'or correspondants, les radioisotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent dans un taux variable de désintégration α en isotopes du platine et d'émission de positron (β+), en isotopes de l'or, les plus légers se désintégrant majoritairement par désintégration α, et ce ratio s'inversant à nombre de masse croissant. Les radioisotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes du thallium.

Isotopes notables

Mercure naturel

Le mercure naturel est constitué des sept isotopes stables 196Hg, 198Hg, 199Hg, 200Hg, 201Hg, 202Hg et 204Hg.

Isotope Abondance

(pourcentage molaire)

196Hg 0,15 (1) %
198Hg 9,97 (20) %
199Hg 16,87 (22) %
200Hg 23,10 (19) %
201Hg 13,18 (9) %
202Hg 29,86 (26) %
204Hg 6,87 (15) %

Applications

La végétation accumule le mercure, principalement par absorption foliaire du mercure gazeux. Ce mercure subit un fractionnement isotopique, il est par exemple appauvri en mercure 199 (199Hg) par rapport au mercure 202 (202Hg), de masse supérieure. Les isotopes du mercure permettent de retracer le rôle de la végétation dans la minéralisation supergène.

Mercure 180

Le mercure 180 (180Hg) est l'isotope du mercure dont le noyau est constitué de 80 protons et de 100 neutrons. C'est un radioisotope artificiel avec une demi-vie de 2,58 secondes, se désintégrant par émission de positron (52 %) ou radioactivité α (48 %), respectivement en 180Au et 176Pt. Il a été découvert en 2010 que lorsqu'il était produit à partir de thallium 180, il était capable d'une inhabituelle fission spontanée, produisant alors du ruthénium 100 (100Ru) et du krypton 80 (80Kr).

Table des isotopes

Symbole
de l'isotope		 Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) de
désintégration,		 Isotope(s)-fils Spin

nucléaire

Énergie d'excitation
171Hg 80 91 171,00376(32)# 80(30) µs
[59(+36-16) µs]		 3/2-#
172Hg 80 92 171,99883(22) 420(240) µs
[0,25(+35-9) ms]		 0
173Hg 80 93 172,99724(22)# 1,1(4) ms
[0,6(+5-2) ms]		 3/2-#
174Hg 80 94 173,992864(21) 2,0(4) ms
[2,1(+18-7) ms]		 0+
175Hg 80 95 174,99142(11) 10,8(4) ms α 171Pt 5/2-#
176Hg 80 96 175,987355(15) 20,4(15) ms α (98,6 %) 172Pt 0+
β+ (1,4 %) 176Au
177Hg 80 97 176,98628(8) 127,3(18) ms α (85 %) 173Pt 5/2-#
β+ (15 %) 177Au
178Hg 80 98 177,982483(14) 0,269(3) s α (70 %) 174Pt 0+
β+ (30 %) 178Au
179Hg 80 99 178,981834(29) 1,09(4) s α (53 %) 175Pt 5/2-#
β+ (47 %) 179Au
β+, p (0,15 %) 178Pt
180Hg 80 100 179,978266(15) 2,58(1) s β+ (52 %) 180Au 0+
α (48 %) 176Pt
FS 100Ru, 80Kr
181Hg 80 101 180,977819(17) 3,6(1) s β+ (64 %) 181Au 1/2(-)
α (36 %) 177Pt
β+, p (0,014 %) 180Pt
β+, α (9×10−6 %) 177Ir
181mHg 210(40)# keV 13/2+
182Hg 80 102 181,97469(1) 10,83(6) s β+ (84,8 %) 182Au 0+
α (15,2 %) 178Pt
β+, p (10−5 %) 181Pt
183Hg 80 103 182,974450(9) 9,4(7) s β+ (74,5 %) 183Au 1/2-
α (25,5 %) 179Pt
β+, p (5,6×10−4 %) 182Pt
183m1Hg 198(14) keV 13/2+#
183m2Hg 240(40)# keV 5# s β+ 183Au 13/2+#
184Hg 80 104 183,971713(11) 30,6(3) s β+ (98,89 %) 184Au 0+
α (1,11 %) 180Pt
185Hg 80 105 184,971899(17) 49,1(10) s β+ (94 %) 185Au 1/2-
α (6 %) 181Pt
185mHg 99,3(5) keV 21,6(15) s TI (54 %) 185Hg 13/2+
β+ (46 %) 185Au
α (0,03 %) 181Pt
186Hg 80 106 185,969362(12) 1,38(6) min β+ (99,92 %) 186Au 0+
α (0,016 %) 182Pt
186mHg 2217,3(4) keV 82(5) µs (8-)
187Hg 80 107 186,969814(15) 1,9(3) min β+ 187Au 3/2-
α (1,2×10−4 %) 183Pt
187mHg 59(16) keV 2,4(3) min β+ 187Au 13/2+
α (2,5×10−4 %) 183Pt
188Hg 80 108 187,967577(12) 3,25(15) min β+ 188Au 0+
α (3,7×10−5 %) 184Pt
188mHg 2724,3(4) keV 134(15) ns (12+)
189Hg 80 109 188,96819(4) 7,6(1) min β+ 189Au 3/2-
α (3×10−5 %) 185Pt
189mHg 80(30) keV 8,6(1) min β+ 189Au 13/2+
α (3×10−5 %) 185Pt
190Hg 80 110 189,966322(17) 20,0(5) min β+ 190Au 0+
α (5×10−5 %) 186Pt
191Hg 80 111 190,967157(24) 49(10) min β+ 191Au 3/2(-)
191mHg 128(22) keV 50,8(15) min β+ 191Au 13/2+
192Hg 80 112 191,965634(17) 4,85(20) h CE 192Au 0+
α (4×10−6 %) 188Pt
193Hg 80 113 192,966665(17) 3,80(15) h β+ 193Au 3/2-
193mHg 140,76(5) keV 11,8(2) h β+ (92,9 %) 193Au 13/2+
TI (7,1 %) 193Hg
194Hg 80 114 193,965439(13) 444(77) a CE 194Au 0+
195Hg 80 115 194,966720(25) 10,53(3) h β+ 195Au 1/2-
195mHg 176,07(4) keV 41,6(8) h TI (54,2 %) 195Hg 13/2+
β+ (45,8 %) 195Au
196Hg 80 116 195,965833(3) Observé stable 0+
197Hg 80 117 196,967213(3) 64,14(5) h CE 197Au 1/2-
197mHg 298,93(8) keV 23,8(1) h TI (91,4 %) 197Hg 13/2+
CE (8,6 %) 197Au
198Hg 80 118 197,9667690(4) Observé stable 0+
199Hg 80 119 198,9682799(4) Observé stable 1/2-
199mHg 532,48(10) keV 42,66(8) min TI 199Hg 13/2+
200Hg 80 120 199,9683260(4) Observé stable 0+
201Hg 80 121 200,9703023(6) Observé stable 3/2-
201mHg 766,22(15) keV 94(3) µs 13/2+
202Hg 80 122 201,9706430(6) Observé stable 0+
203Hg 80 123 202,9728725(18) 46,595(6) j β− 203Tl 5/2-
203mHg 933,14(23) keV 24(4) µs (13/2+)
204Hg 80 124 203,9734939(4) Observé stable 0+
205Hg 80 125 204,976073(4) 5,14(9) min β− 205Tl 1/2-
205mHg 1556,40(17) keV 1,09(4) ms TI 205Hg 13/2+
206Hg 80 126 205,977514(22) 8,15(10) min β− 206Tl 0+
207Hg 80 127 206,98259(16) 2,9(2) min β− 207Tl (9/2+)
208Hg 80 128 207,98594(32)# 42(5) min
[41(+5-4) min]		 β− 208Tl 0+
209Hg 80 129 208,99104(21)# 37(8) s 9/2+#
210Hg 80 130 209,99451(32)# 10# min
[>300 ns]		 0+
  1. ↑ Abréviations :
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique ;
    FS : Fission spontanée.
  2. ↑ Isotopes stables en gras.
  3. ↑ Quand il est produit à partir de 180Tl, il est capable de fission spontanée en donnant 100Ru et 80Kr.
  4. ↑ Soupçonné de désintégration α en 192Pt ou de double désintégration β+β+ en 196Pt avec une demi-vie supérieure à 2,5×1018 années.
  5. ↑ Soupçonné de désintégration α en 194Pt.
  6. ↑ Soupçonné de désintégration α en 195Pt.
  7. ↑ Soupçonné de désintégration α en 196Pt.
  8. ↑ Soupçonné de désintégration α en 197Pt.
  9. ↑ Soupçonné de désintégration α en 198Pt.
  10. ↑ Soupçonné de désintégration α en 200Pt ou de double désintégration β−β− en 204Pb.

Remarques

Notes et références

  1. ↑ Ils sont cependant soupçonnés de se désintégrer par radioactivité α en isotopes du platine, même si cette désintégration n'a jamais été observée.
  2. ↑ (en) Ruo-Lin Liu, Martin Yan Hei Li, Run-Sheng Yin, Mei-Fu Zhou et Jun-Hong Zhao, « Mercury isotope perspectives on vegetation-enhanced nickel mobilization and migration during laterite formation », Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 414,‎ , p. 100-113 (DOI 10.1016/j.gca.2025.12.032).
  3. ↑ (en) « Mercury serves up a nuclear surprise : a new type of fission », sur Scientific American (consulté le ).
  4. ↑ (en) Universal Nuclide Chart
  5. ↑ (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le )


1  H                                                             He
2  Li Be   B C N O F Ne
3  Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4  K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6  Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7  Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Tableau périodique des isotopes