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Isotopes du soufre

Le soufre (S) possède 25 isotopes et un isomère nucléaire connus, de nombre de masse variant de 26 à 49, dont quatre sont stables : ³²S (très majoritaire), ³³S, ³⁴S et ³⁶S, pour une masse atomique standard de 32,065(5) u. La prépondérance du soufre 32 est expliquée par sa production à partir du carbone 12 par fusion successive avec cinq noyaux d'hélium 4 dans les réactions alpha précédant les explosions en supernova de type II (voir aussi Fusion du silicium).

Le radioisotope à la demi-vie la plus longue est ³⁵S, avec 87,5 jours, suivi de ³⁸S (170 minutes) et ³⁷S (5 minutes). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 1 minute, voire pour une grande partie d'entre eux inférieure à la seconde. L'isotope à la durée de vie la plus courte est ⁴⁹S, avec une demi-vie inférieure à 200 nanosecondes. Les isotopes plus légers que les isotopes stables se désintègrent principalement par émission de positron (β⁺) en isotopes du phosphore, les plus lourds par désintégration β⁻ en isotopes du chlore.

³⁵S est formé par la spallation des rayons cosmiques de l'argon 40 de l'atmosphère.

Soufre naturel

Le soufre naturel est constitué des quatre isotopes stables ³²S, ³³S, ³⁴S et ³⁶S, avec des traces de ³⁵S cosmogénique.

La variabilité de la fraction de soufre 34 dans un échantillon peut être cartographiée dans des isoscapes (en) et être utilisée conjointement à celles d'isotopes d'autres éléments à des fins de traçage de matériel archéologique^[1]. En effet le collagène extrait de restes humains contient du soufre apporté par l'alimentation, et la proportion de soufre 34 y est la même que celle dans l'environnement où la nourriture a été produite pour peu que l'individu ait eu un régime local et pauvre en fruits de mer^[1].

Isotope	Abondance (pourcentage molaire)	Gamme de variations
³²S	94,93 (31) %	94,454 – 95,281
³³S	0,76 (2) %	0,730 – 0,793
³⁴S	4,29 (28) %	3,976 – 4,734
³⁵S	Traces
³⁶S	0,02 (1) %	0,013 – 0,027

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique (u)	Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[2]	Isotope(s)-fils^{[n 1]}	Spin nucléaire
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[2]	Isotope(s)-fils^{[n 1]}	Spin nucléaire
²⁶S	16	10	26,02788(32)#	10# ms	2p	²⁴Si	0+
²⁷S^{[n 2]}	16	11	27,01883(22)#	15,5(15) ms	β⁺ (98,0 %)	²⁷P	(5/2+)
					β⁺, 2p (2,0 %)	²⁵Al
					β⁺, p (<0,1 %)	²⁶Si
²⁸S	16	12	28,00437(17)	125(10) ms	β⁺ (79,3 %)	²⁸P	0+
²⁸S	16	12	28,00437(17)	125(10) ms	β⁺, p (20,7 %)	²⁷Si	0+
²⁹S	16	13	28,99661(5)	187(4) ms	β⁺ (53,6 %)	²⁹P	5/2+
²⁹S	16	13	28,99661(5)	187(4) ms	β⁺, p (46,4 %)	²⁸Si	5/2+
³⁰S	16	14	29,984903(3)	1,178(5) s	β⁺	³⁰P	0+
³¹S	16	15	30,9795547(16)	2,572(13) s	β⁺	³¹P	1/2+
³²S^{[n 3]}	16	16	31,97207100(15)	Stable			0+
³³S	16	17	32,97145876(15)	Stable			3/2+
³⁴S	16	18	33,96786690(12)	Stable			0+
³⁵S	16	19	34,96903216(11)	87,51(12) d	β⁻	³⁵Cl	3/2+
³⁶S	16	20	35,96708076(20)	Stable			0+
³⁷S	16	21	36,97112557(21)	5,05(2) min	β⁻	³⁷Cl	7/2-
³⁸S	16	22	37,971163(8)	170,3(7) min	β⁻	³⁸Cl	0+
³⁹S	16	23	38,97513(5)	11,5(5) s	β⁻	³⁹Cl	(3/2,5/2,7/2)-
⁴⁰S	16	24	39,97545(15)	8,8(22) s	β⁻	⁴⁰Cl	0+
⁴¹S	16	25	40,97958(13)	1,99(5) s	β⁻ (>99,9 %)	⁴¹Cl	(7/2-)#
⁴¹S	16	25	40,97958(13)	1,99(5) s	β⁻, n (<0,1 %)	⁴⁰Cl	(7/2-)#
⁴²S	16	26	41,98102(13)	1,013(15) s	β⁻ (96 %)	⁴²Cl	0+
⁴²S	16	26	41,98102(13)	1,013(15) s	β⁻, n (4 %)	⁴¹Cl	0+
⁴³S	16	27	42,98715(22)	260(15) ms	β⁻ (60 %)	⁴³Cl	3/2-#
⁴³S	16	27	42,98715(22)	260(15) ms	β⁻, n (40 %)	⁴²Cl	3/2-#
^43mS	319(5) keV			480(50) ns			(7/2-)
⁴⁴S	16	28	43,99021(42)	100(1) ms	β⁻ (82 %)	⁴⁴Cl	0+
⁴⁴S	16	28	43,99021(42)	100(1) ms	β⁻, n (18 %)	⁴³Cl	0+
⁴⁵S	16	29	44,99651(187)	68(2) ms	β⁻, n (54 %)	⁴⁴Cl	3/2-#
⁴⁵S	16	29	44,99651(187)	68(2) ms	β⁻ (46 %)	⁴⁵Cl	3/2-#
⁴⁶S	16	30	46,00075(75)#	50(8) ms	β⁻	⁴⁶Cl	0+
⁴⁷S	16	31	47,00859(86)#	20# ms [>200 ns]	β⁻	⁴⁷Cl	3/2-#
⁴⁸S	16	32	48,01417(97)#	10# ms [>200 ns]	β⁻	⁴⁸Cl	0+
⁴⁹S	16	33	49,02362(102)#	<200 ns	n	⁴⁸S	3/2-#

↑ Isotopes stables en gras.
↑ Possède un noyau à halo à 2 protons.
↑ Théoriquement l'isotope le plus lourd stable avec un nombre égal de protons et de neutrons.

Remarques

La précision de l'abondance isotopique et de la masse atomique est limitée par des variations. Les échelles de variations données sont normalement valables pour tout matériel terrestre normal.
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^[3].

Notes et références

↑ ^{a et b} (en) Clément Bataille, Klervia Jaouen et al., « Triple sulfur-oxygen-strontium isotopes probabilistic geographic assignment of archaeological remains using a novel sulfur isoscape of western Europe », PLOS One,‎ 5 mai 2021 (lire en ligne), accès libre.
↑ (en) Universal Nuclide Chart
↑ (en) « 2.5.7. Standard and expanded uncertainties », Engineering Statistics Handbook (consulté le 16 septembre 2010)

Masse des isotopes depuis :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
- (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman et P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
- (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
- (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot et O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nucl. Phys. A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of sulfur » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

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3

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6

7

Tableau périodique des isotopes

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Prefix: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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