Anexo:Isótopos de potasio

El potasio (K) posee veinticuatro isótopos que abarcan el rango comprendido entre el ³²K y el ⁵⁶K. Entre ellos, se encuentran tres isótopos naturales de los cuales dos son isótopos estables (³⁹K y ⁴¹K) y uno es un radioisótopo con un largo período de semidesintegración (⁴⁰K). Sus abundancias naturales son 93,3%, 6,7% y 0,012%, respectivamente.

El radioisótopo ⁴⁰K, que se encuentra en la naturaleza, se desintegra el 10,72% de las veces generando ⁴⁰Ar estable mediante captura electrónica o emisión de positrones (originando el núclido emisor de positrones con mayor período de semidesintegración conocido). De manera alternativa, la mayor parte de las veces (89,28%), la desintegración tiene lugar a través de desintegración beta generando ⁴⁰Ca estable. El ⁴⁰K posee un período de semidesintegración de 1,248·10⁹ años. Este elevado valor se debe a la presencia de una transición prohibida por espín, ya que el ⁴⁰K posee un número cuántico de espín nuclear igual a 4, mientras que los isótopos generados por la desintegración poseen números cuánticos de espín nulos.

El ⁴⁰K está presente en el potasio natural y, por tanto, en diversas sales de potasio comerciales, en una cantidad tal como para que grandes recipientes que contengan estas sales pueden utilizarse como fuentes de radiación en demostraciones escolares. En animales y personas saludables, el ⁴⁰K representa la principal fuente de radiación presente en el organismo, por delante del ¹⁴C. En un cuerpo humano medio de 70 kg de masa, hay alrededor de 4.400 núcleos de ⁴⁰K desintegrándose cada segundo.^[1]​

La desintegración del ⁴⁰K para generar ⁴⁰Ar se utiliza como método de datación geológica. El método convencional de datación potasio-argón depende de la asunción de que las rocas no contenían argón cuando se formaron y que todo el subsiguiente argón radiogénico (⁴⁰Ar) ha quedado cuantitativamente retenido en la matriz rocosa. Los minerales son datados mediante la medición de la concentración de potasio y la cantidad de ⁴⁰Ar radiogénico que se ha acumulado. El resto de radioisótopos de potasio presentan períodos de semidesintegración inferiores a un día, siendo casi todos inferiores a un minuto. Los más inestables son el ³³K y el ³⁴K, ambos con períodos de semidesintegración inferiores a los 25 ns. El período de semidesintegración del ³²K no se conoce.

Aparte de su uso para la datación geológica, el ⁴⁰K también se emplea a menudo como trazador radiactivo en estudios climatológicos. Algunos radioisótopos de potasio también se han usado en estudios ecológicos sobre los ciclos de los nutrientes, pues el potasio es un macronutriente necesario para la vida.

Tabla de isótopos

Símbolo del isótopo	Z(p)	N(n)	Masa del isótopo (u)	Período de semidesintegración	Desintegración[2]​[n 1]​	Isótopo generado[n 2]​	Espín nuclear	Composición isotópica representativa (fracción molar)	Rango de variación natural (fracción molar)
	Energía de excitación
^32K	19	13	32.02192(54)#	desconocido	p	^31Ar	+1#
^32mK	950(100)# keV			desconocido			+4#
^33K	19	14	33.00726(21)#	<25 ns	p	^32Ar	(+3/2)#
^34K	19	15	33.99841(32)#	<25 ns	p	^33Ar	+1#
^35K	19	16	34.988010(21)	178(8) ms	ß^+ (99.63%)	^35Ar	+3/2
					ß^+, p (0.37%)	^34Cl
^36K	19	17	35.981292(8)	342(2) ms	ß^+ (99.94%)	^36Ar	+2
					ß^+, p (0.048%)	^35Cl
					ß^+, α (0.012%)	^32S
^37K	19	18	36.97337589(10)	1.226(7) s	ß^+	^37Ar	+3/2
^38K	19	19	37.9690812(5)	7.636(18) min	ß^+	^38Ar	+3
^38m1K	130.50(28) keV			924.2(3) ms			0
^38m2K	3458.0(2) keV			21.98(11) µs			(+5,+7)
^39K	19	20	38.96370668(20)	Estable			+3/2	0.932581(44)
^40K[n 3]​[n 4]​	19	21	39.96399848(21)	1.248(3)·10^9 a	ß^- (89.28%)	^40Ca	+4	1.17(1)·10^-4
					CE (10.72%)	^40Ar
					ß^+ (0.001%)[3]​	^40Ar
^40mK	1643.639(11) keV			336(12) ns			0
^41K	19	22	40.96182576(21)	Estable			+3/2	0.067302(44)
^42K	19	23	41.96240281(24)	12.360(12) h	ß^-	^42Ca	2^-
^43K	19	24	42.960716(10)	22.3(1) h	ß^-	^43Ca	+3/2
^44K	19	25	43.96156(4)	22.13(19) min	ß^-	^44Ca	-2
^45K	19	26	44.960699(11)	17.3(6) min	ß^-	^45Ca	+3/2
^46K	19	27	45.961977(17)	105(10) s	ß^-	^46Ca	(-2)
^47K	19	28	46.961678(9)	17.50(24) s	ß^-	^47Ca	+1/2
^48K	19	29	47.965514(26)	6.8(2) s	ß^- (98.86%)	^48Ca	(-2)
					ß^+, n (1.14%)	^47Ca
^49K	19	30	48.96745(8)	1.26(5) s	ß^-, n (86%)	^48Ca	(+3/2)
					ß^- (14%)	^49Ca
^50K	19	31	49.97278(30)	472(4) ms	ß^- (71%)	^50Ca	(0,-1/2)
					ß^-, n (29%)	^49Ca
^51K	19	32	50.97638(54)#	365(5) ms	ß^- (53%)	^51Ca	+3/2#
					ß^-, n (47%)	^50Ca
^52K	19	33	51.98261(75)#	105(5) ms	ß^-, n (64%)	^51Ca	(-2)#
					ß^-, 2n (21%)	^50Ca
					ß^- (15%)	^52Ca
^53K	19	34	52.98712(75)#	30(5) ms	ß^-, n (67%)	^52Ca	(+3/2)#
					ß^-, 2n (17%)	^51Ca
					ß^- (16%)	^53Ca
^54K	19	35	53.99420(97)#	10(5) ms	ß^- (>99.9%)	^54Ca	-2#
					ß^-, n (<0.1%)	^53Ca
^55K	19	36	54.99971(107)#	3# ms	ß^-	^55Ca	+3/2#
					ß^-, n	^54Ca

1. Abreviaturas:
   p: Emisión de protones
   n: Emisión de neutrones
   CE: Captura electrónica
   
2. En negrita los isótopos estables, en negrita cursiva isótopos prácticamente estables (sus períodos de semidesintegración son mayores que la edad del universo).
3. Utilizado en datación potasio-argón.
4. Radionúclido primordial.

Notas

• Los valores marcados con # no se han obtenido a partir de datos puramente experimentales, sino que en parte se han deducido de las tendencias sistemáticas observadas. Los valores de espín que han sido asignados con una certeza baja se indican entre paréntesis.

• Las incertidumbres se han indicado de forma concisa entre paréntesis detrás de los últimos dígitos correspondientes. Los valores de incertidumbre indicados se corresponden a una vez la desviación estándar, excepto para la composición isotópica y la masa atómica estándar que se han obtenido de la IUPAC, que expresa las incertidumbres en forma expandida.

Referencias

1. Harvard University (ed.). «Radioactive Human Body». Consultado el 9 de octubre de 2015. 
2. European Atomic Energy Community (ed.). «Nucleonica». Consultado el 5 de agosto de 2011. 
3. Engelkemeir, D. W.; Flynn, K. F.; Glendenin, L. E. (1962). «Positron Emission in the Decay of K40». Physical Review 126 (5): 1818. doi:10.1103/PhysRev.126.1818.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)

• Masas isotópicas tomadas de Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C. (2003). «The Ame2003 Atomic mass evaluation (II)». Nuclear Physics A 729: 337-676. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
• Composiciones isotópicas y masas atómicas estandarizadas tomadas de:
  • de Laeter, J. R.; Böhlke, J. K.; de Bièvre, P.; Hidaka, H.; Peiser, H. S.; Rosman, K. J. R.; Taylor, P. D. P. (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
  • Wieser, M. E. (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
• Datos de períodos de semidesintegración, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
  • Audi, G.; Wapstra, A. H.; Thibault, C.; Blachot, C.; Bersillon, O. (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Consultado el 5 de agosto de 2011. 
  • Brookhaven National Laboratory (ed.). «National Nuclear Data Center». Consultado el 5 de agosto de 2011. 
  • Holden, N. E. «11». CRC Handbook of chemistry and physics (85ª edición edición). ISBN 978-0849304859.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)

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