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Bismuth-213
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Standard atomic weight Ar°(Bi) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Bismuth (83Bi) has 41 known isotopes, ranging from 184Bi to 224Bi. Bismuth has no stable isotopes, but does have one very long-lived isotope; thus, the standard atomic weight can be given as 208.98040(1). Although bismuth-209 is now known to be radioactive, it has classically been considered to be a stable isotope because it has a half-life of approximately 2.01×1019 years, which is more than a billion times the age of the universe. Besides 209Bi, the most stable bismuth radioisotopes are 210mBi with a half-life of 3.04 million years, 208Bi with a half-life of 368,000 years and 207Bi, with a half-life of 32.9 years, none of which occurs in nature. All other isotopes have half-lives under 1 year, most under a day. Of naturally occurring radioisotopes, the most stable is radiogenic 210Bi with a half-life of 5.012 days. 210mBi is unusual for being a nuclear isomer with a half-life multiple orders of magnitude longer than that of the ground state.
List of isotopes
Nuclide |
Historic name |
Z | N |
Isotopic mass (Da) |
Half-life |
Decay mode |
Daughter isotope |
Spin and parity |
Natural abundance (mole fraction) | ||||||||||
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Excitation energy | Normal proportion | Range of variation | |||||||||||||||||
184Bi | 83 | 101 | 184.00112(14)# | 6.6(15) ms | 3+# | ||||||||||||||
184mBi | 150(100)# keV | 13(2) ms | 10−# | ||||||||||||||||
185Bi | 83 | 102 | 184.99763(6)# | 2# ms | p | 184Pb | 9/2−# | ||||||||||||
α (rare) | 181Tl | ||||||||||||||||||
185mBi | 70(50)# keV | 49(7) μs | α | 181Tl | 1/2+ | ||||||||||||||
p | 184Pb | ||||||||||||||||||
186Bi | 83 | 103 | 185.99660(8) | 14.8(7) ms | α | 182Tl | (3+) | ||||||||||||
β+ (rare) | 186Pb | ||||||||||||||||||
186mBi | 270(140)# keV | 9.8(4) ms | α | 182Tl | (10−) | ||||||||||||||
β+ | 186Pb | ||||||||||||||||||
187Bi | 83 | 104 | 186.993158(16) | 32(3) ms | α (50%) | 183Tl | 9/2−# | ||||||||||||
β+ (50%) | 187Pb | ||||||||||||||||||
187m1Bi | 101(20) keV | 320(70) μs | 1/2+# | ||||||||||||||||
187m2Bi | 252(1) keV | 7(5) μs | (13/2+) | ||||||||||||||||
188Bi | 83 | 105 | 187.99227(5) | 44(3) ms | α | 184Tl | 3+# | ||||||||||||
β+ (rare) | 188Pb | ||||||||||||||||||
188mBi | 210(140)# keV | 220(40) ms | α | 184Tl | (10−) | ||||||||||||||
β+ (rare) | 188Pb | ||||||||||||||||||
189Bi | 83 | 106 | 188.98920(6) | 674(11) ms | α (51%) | 185Tl | (9/2−) | ||||||||||||
β+ (49%) | 189Pb | ||||||||||||||||||
189m1Bi | 181(6) keV | 5.0(1) ms | (1/2+) | ||||||||||||||||
189m2Bi | 357(1) keV | 880(50) ns | (13/2+) | ||||||||||||||||
190Bi | 83 | 107 | 189.9883(2) | 6.3(1) s | α (77%) | 186Tl | (3+) | ||||||||||||
β+ (30%) | 190Pb | ||||||||||||||||||
190m1Bi | 420(180) keV | 6.2(1) s | α (70%) | 186Tl | (10−) | ||||||||||||||
β+ (23%) | 190Pb | ||||||||||||||||||
190m2Bi | 690(180) keV | >500(100) ns | 7+# | ||||||||||||||||
191Bi | 83 | 108 | 190.985786(8) | 12.3(3) s | α (60%) | 187Tl | (9/2−) | ||||||||||||
β+ (40%) | 191Pb | ||||||||||||||||||
191mBi | 240(4) keV | 124(5) ms | α (75%) | 187Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
β+ (25%) | 191Pb | ||||||||||||||||||
192Bi | 83 | 109 | 191.98546(4) | 34.6(9) s | β+ (82%) | 192Pb | (3+) | ||||||||||||
α (18%) | 188Tl | ||||||||||||||||||
192mBi | 150(30) keV | 39.6(4) s | β+ (90.8%) | 192Pb | (10−) | ||||||||||||||
α (9.2%) | 188Tl | ||||||||||||||||||
193Bi | 83 | 110 | 192.98296(1) | 67(3) s | β+ (95%) | 193Pb | (9/2−) | ||||||||||||
α (5%) | 189Tl | ||||||||||||||||||
193mBi | 308(7) keV | 3.2(6) s | α (90%) | 189Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
β+ (10%) | 193Pb | ||||||||||||||||||
194Bi | 83 | 111 | 193.98283(5) | 95(3) s | β+ (99.54%) | 194Pb | (3+) | ||||||||||||
α (.46%) | 190Tl | ||||||||||||||||||
194m1Bi | 110(70) keV | 125(2) s | β+ | 194Pb | (6+, 7+) | ||||||||||||||
α (rare) | 190Tl | ||||||||||||||||||
194m2Bi | 230(90)# keV | 115(4) s | (10−) | ||||||||||||||||
195Bi | 83 | 112 | 194.980651(6) | 183(4) s | β+ (99.97%) | 195Pb | (9/2−) | ||||||||||||
α (.03%) | 191Tl | ||||||||||||||||||
195m1Bi | 399(6) keV | 87(1) s | β+ (67%) | 195Pb | (1/2+) | ||||||||||||||
α (33%) | 191Tl | ||||||||||||||||||
195m2Bi | 2311.4+X keV | 750(50) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
196Bi | 83 | 113 | 195.980667(26) | 5.1(2) min | β+ (99.99%) | 196Pb | (3+) | ||||||||||||
α (.00115%) | 192Tl | ||||||||||||||||||
196m1Bi | 166.6(30) keV | 0.6(5) s | IT | 196Bi | (7+) | ||||||||||||||
β+ | 196Pb | ||||||||||||||||||
196m2Bi | 270(3) keV | 4.00(5) min | (10−) | ||||||||||||||||
197Bi | 83 | 114 | 196.978864(9) | 9.33(50) min | β+ (99.99%) | 197Pb | (9/2−) | ||||||||||||
α (10−4%) | 193Tl | ||||||||||||||||||
197m1Bi | 690(110) keV | 5.04(16) min | α (55%) | 193Tl | (1/2+) | ||||||||||||||
β+ (45%) | 197Pb | ||||||||||||||||||
IT (.3%) | 197Bi | ||||||||||||||||||
197m2Bi | 2129.3(4) keV | 204(18) ns | (23/2−) | ||||||||||||||||
197m3Bi | 2360.4(5)+X keV | 263(13) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
197m4Bi | 2383.1(7)+X keV | 253(39) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
197m5Bi | 2929.5(5) keV | 209(30) ns | (31/2−) | ||||||||||||||||
198Bi | 83 | 115 | 197.97921(3) | 10.3(3) min | β+ | 198Pb | (2+, 3+) | ||||||||||||
198m1Bi | 280(40) keV | 11.6(3) min | β+ | 198Pb | (7+) | ||||||||||||||
198m2Bi | 530(40) keV | 7.7(5) s | 10− | ||||||||||||||||
199Bi | 83 | 116 | 198.977672(13) | 27(1) min | β+ | 199Pb | 9/2− | ||||||||||||
199m1Bi | 667(4) keV | 24.70(15) min | β+ (98%) | 199Pb | (1/2+) | ||||||||||||||
IT (2%) | 199Bi | ||||||||||||||||||
α (.01%) | 195Tl | ||||||||||||||||||
199m2Bi | 1947(25) keV | 0.10(3) μs | (25/2+) | ||||||||||||||||
199m3Bi | ~2547.0 keV | 168(13) ns | 29/2− | ||||||||||||||||
200Bi | 83 | 117 | 199.978132(26) | 36.4(5) min | β+ | 200Pb | 7+ | ||||||||||||
200m1Bi | 100(70)# keV | 31(2) min | EC (90%) | 200Pb | (2+) | ||||||||||||||
IT (10%) | 200Bi | ||||||||||||||||||
200m2Bi | 428.20(10) keV | 400(50) ms | (10−) | ||||||||||||||||
201Bi | 83 | 118 | 200.977009(16) | 108(3) min | β+ (99.99%) | 201Pb | 9/2− | ||||||||||||
α (10−4%) | 197Tl | ||||||||||||||||||
201m1Bi | 846.34(21) keV | 59.1(6) min | EC (92.9%) | 201Pb | 1/2+ | ||||||||||||||
IT (6.8%) | 201Bi | ||||||||||||||||||
α (.3%) | 197Tl | ||||||||||||||||||
201m2Bi | 1932.2+X keV | 118(28) ns | (25/2+) | ||||||||||||||||
201m3Bi | 1971.2+X keV | 105(75) ns | (27/2+) | ||||||||||||||||
201m4Bi | 2739.90(20)+X keV | 124(4) ns | (29/2−) | ||||||||||||||||
202Bi | 83 | 119 | 201.977742(22) | 1.72(5) h | β+ | 202Pb | 5(+#) | ||||||||||||
α (10−5%) | 198Tl | ||||||||||||||||||
202m1Bi | 615(7) keV | 3.04(6) μs | (10#)− | ||||||||||||||||
202m2Bi | 2607.1(5) keV | 310(50) ns | (17+) | ||||||||||||||||
203Bi | 83 | 120 | 202.976876(23) | 11.76(5) h | β+ | 203Pb | 9/2− | ||||||||||||
α (10−5%) | 199Tl | ||||||||||||||||||
203m1Bi | 1098.14(7) keV | 303(5) ms | IT | 203Bi | 1/2+ | ||||||||||||||
203m2Bi | 2041.5(6) keV | 194(30) ns | 25/2+ | ||||||||||||||||
204Bi | 83 | 121 | 203.977813(28) | 11.22(10) h | β+ | 204Pb | 6+ | ||||||||||||
204m1Bi | 805.5(3) keV | 13.0(1) ms | IT | 204Bi | 10− | ||||||||||||||
204m2Bi | 2833.4(11) keV | 1.07(3) ms | (17+) | ||||||||||||||||
205Bi | 83 | 122 | 204.977389(8) | 15.31(4) d | β+ | 205Pb | 9/2− | ||||||||||||
206Bi | 83 | 123 | 205.978499(8) | 6.243(3) d | β+ | 206Pb | 6(+) | ||||||||||||
206m1Bi | 59.897(17) keV | 7.7(2) μs | (4+) | ||||||||||||||||
206m2Bi | 1044.8(5) keV | 890(10) μs | (10−) | ||||||||||||||||
207Bi | 83 | 124 | 206.9784707(26) | 32.9(14) y | β+ | 207Pb | 9/2− | ||||||||||||
207mBi | 2101.49(16) keV | 182(6) μs | 21/2+ | ||||||||||||||||
208Bi | 83 | 125 | 207.9797422(25) | 3.68(4)×105 y | β+ | 208Pb | (5)+ | ||||||||||||
208mBi | 1571.1(4) keV | 2.58(4) ms | IT | 208Bi | (10)− | ||||||||||||||
209Bi |
83 | 126 | 208.9803987(16) |
2.01(8)×1019 y |
α | 205Tl | 9/2− | 1.0000 | |||||||||||
210Bi | Radium E | 83 | 127 | 209.9841204(16) | 5.012(5) d | β− | 210Po | 1− | Trace | ||||||||||
α (1.32×10−4%) | 206Tl | ||||||||||||||||||
210mBi | 271.31(11) keV | 3.04(6)×106 y | α | 206Tl | 9− | ||||||||||||||
211Bi | Actinium C | 83 | 128 | 210.987269(6) | 2.14(2) min | α (99.72%) | 207Tl | 9/2− | Trace | ||||||||||
β− (.276%) | 211Po | ||||||||||||||||||
211mBi | 1257(10) keV | 1.4(3) μs | (25/2−) | ||||||||||||||||
212Bi | Thorium C | 83 | 129 | 211.9912857(21) | 60.55(6) min | β− (64.05%) | 212Po | 1(−) | Trace | ||||||||||
α (35.94%) | 208Tl | ||||||||||||||||||
β−, α (.014%) | 208Pb | ||||||||||||||||||
212m1Bi | 250(30) keV | 25.0(2) min | α (67%) | 208Tl | (9−) | ||||||||||||||
β− (33%) | 212mPo | ||||||||||||||||||
β−, α (.3%) | 208Pb | ||||||||||||||||||
212m2Bi | 2200(200)# keV | 7.0(3) min | >16 | ||||||||||||||||
213Bi |
83 | 130 | 212.994385(5) | 45.59(6) min | β− (97.91%) | 213Po | 9/2− | Trace | |||||||||||
α (2.09%) | 209Tl | ||||||||||||||||||
214Bi | Radium C | 83 | 131 | 213.998712(12) | 19.9(4) min | β− (99.97%) | 214Po | 1− | Trace | ||||||||||
α (.021%) | 210Tl | ||||||||||||||||||
β−, α (.003%) | 210Pb | ||||||||||||||||||
215Bi | 83 | 132 | 215.001770(16) | 7.6(2) min | β− | 215Po | (9/2−) | Trace | |||||||||||
215mBi | 1347.5(25) keV | 36.9(6) s | IT (76.9%) | 215Bi | (25/2−) | ||||||||||||||
β− (23.1%) | 215Po | ||||||||||||||||||
216Bi | 83 | 133 | 216.006306(12) | 2.17(5) min | β− | 216Po | (6-, 7-) | ||||||||||||
216mBi | 24(19) keV | 6.6(21) min | β− | 216Po | 3-# | ||||||||||||||
217Bi | 83 | 134 | 217.009372(19) | 98.5(8) s | β− | 217Po | 9/2−# | ||||||||||||
217mBi | 1480(40) keV | 2.70(6) μs | IT | 217Bi | 25/2−# | ||||||||||||||
218Bi | 83 | 135 | 218.014188(29) | 33(1) s | β− | 218Po | (6-, 7-, 8-) | ||||||||||||
219Bi | 83 | 136 | 219.017480(210)# | 8.7(29) s | β− | 219Po | 9/2-# | ||||||||||||
220Bi | 83 | 137 | 220.022350(320)# | 9.5(57) s | β− | 220Po | 1-# | ||||||||||||
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Bismuth-213
Bismuth-213 (213Bi) has a half-life of 45 minutes and decays via alpha emission. Commercially, bismuth-213 can be produced by bombarding radium with bremsstrahlung photons from a linear particle accelerator, which populates its progenitor actinium-225. In 1997, an antibody conjugate with 213Bi was used to treat patients with leukemia. This isotope has also been tried in targeted alpha therapy (TAT) program to treat a variety of cancers. Bismuth-213 is also found in the decay chain of uranium-233, which is the fuel bred by thorium reactors.
- Isotope masses from:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- Isotopic compositions and standard atomic masses from:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip 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.
- Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051.
- "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 October 2005.
- Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Brookhaven National Laboratory.
- Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". In Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.
Isotopes of the chemical elements
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