马陶赫同量异位素规则

✍ dations ◷ 2025-08-18 05:25:54 #马陶赫同量异位素规则

马陶赫同量异位素规则是由约瑟夫·马陶赫（英语：Josef Mattauch）在1934年提出的一个规律，根据这规律，若两个在化学周期表上相邻的元素各有一个质量数彼此相等的同位素的话，其中一个必然会有放射性；然而这规则无法预测放射性元素的半衰期。

一般而言两个有相同质量的核素，只有在彼此原子序的差大于一的状况下，才可能都是稳定的，而根据当前对观测上稳定元素的观察结果，这个差只可能是2或4；然而理论上，两个有着相同质量数但分属不同元素的核素，不可能两者都是稳定的（至少就β衰变和双β衰变而言），但很多理论上不稳定的元素在观测上都是稳定的，像例如氙-134。

这个规则的其中一个结果就是锝与钷没有稳定同位素，而这是因为在化学周期表上，与这两个元素相邻的元素（分别是钼与钌以及钕和钐）都有对β衰变稳定、且质量数位于照理讲锝与钷的同位素会对β衰变稳定的质量范围内的同位素；（这里注意的一点是，虽然钐-147不是稳定元素，但钐-147不是例外，因为这种核素对β衰变稳定）

对β衰变稳定的同位素范围可透过液滴模型计算得出，在其中具有最低质量盈余或最高核结合能的同量异位素会对对β衰变稳定，而这是因为能量守恒定律会禁止原子核自发性跃迁至较不稳定的状态之故。

没有稳定的核素其质子数可以是43或61；同样地，没有稳定的核素其中子数可以是19、21、35、39、45、61、71、89、115或123等。

马陶赫同量异位素规则唯一已知的例外是锑-123与碲-123，以及两者皆是观测上稳定的铪-180与钽-180m。理论预测碲-123会透过电子捕获而衰变成锑-123，但目前尚未观测到这现象；此外，钽-180m应该会透过同质异能跃迁衰变成钽-180、透过β衰变衰变成钨-180、透过电子捕获衰变成铪-180，或透过α衰变衰变成镏-176，但截至目前为止，这些现象都尚未被观察到。

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