¿Por qué no hay isótopos estables con una masa atómica de 5 u 8?

Una de las cosas que me he encontrado en mis viajes es la barricada mass-5 . Rod Nave escribe sobre ello en su excelente sitio web de hiperfísica educativa :

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El núcleo de helio-4 o partícula alfa con una masa de 4 es particularmente estable. Pero no hay un isótopo estable con una masa de 5. El helio-5 no es estable, ni el litio-5 . Se descomponen casi inmediatamente. Sin embargo, el litio-6 es estable, pero tiene una energía de enlace más baja que el helio-4, lo que suena relevante. Otra cosa que suena relevante es que el litio-7 también es estable, pero el litio-8 no lo es, ni tampoco el berilio-8 o el boro-8. La pregunta de $64,000 es ¿por qué?

¿Por qué no hay isótopos estables con una masa atómica de 5 u 8?

Piense en los momentos dipolares magnéticos (comúnmente llamados espín intrínseco) de los protones y neutrones involucrados. Dos y ocho del tema están en perfecto equilibrio, consulte Symmetries in atomic orbitals , que también es válido para los momentos dipolares magnéticos en el núcleo.
No es prudente aceptar una respuesta si realmente no cree que haya respondido a su pregunta, ya que (correcta o incorrectamente) desalienta a otros a publicar una respuesta.

Respuestas (1)

La extrema estabilidad del He-4.

Mire los modos de decaimiento de los ochos y producen dos alfas y, si es necesario, convierta un neutrón/protón en un protón/neutrón con un decaimiento beta apropiado.
La producción de dos alfas es energéticamente favorable.

Li-6 y Li-7 carecen de nucleones para formar dos alfas.

Li-5 expulsa un protón y He-5 expulsa un neutrón para formar He-4.

Más sobre 5 en la respuesta de LubošMotl.

Puede que me equivoque, pero supuse que John podría estar preguntándose por qué era mucho más estable que los isótopos de masa 5 y 8.
@RobJeffries ¿No explica eso el modelo Shell del núcleo? ¿Los orbitales 1s para neutrones y protones están llenos y agregar otro nucleón es energéticamente desfavorable?
Entonces tal vez esa sea la respuesta.
@Rob Jeffries: creo que el modelo de shell es ciertamente un intento de respuesta, pero en mi humilde opinión no es satisfactorio. Los electrones en la capa atómica 1S del átomo de helio están ahí porque el núcleo está ahí. Están obligados a ello. Los 4 nucleones del núcleo están unidos. La respuesta de Motl es algo así como una no respuesta porque no aborda la razón por la cual un quinto nucleón no puede unirse a los otros 4.
Debido a los números mágicos y cosas por el estilo, los detalles de la fuerza nuclear fuerte. Los protones y los neutrones son más estables cuando se emparejan en una capa cerrada. El protón o neutrón adicional no está unido. Sería mejor que revise su pregunta para decir que sabe que una respuesta en un nivel es que los isótopos 5 y 8 son energéticamente desfavorables, pero diga que realmente quiere saber por qué es así. @JuanDuffield
@ Rob Jeffries: puede ser complicado formular correctamente una pregunta. Especialmente cuando tiene que ver con la fuerza nuclear, que parece ser un área problemática. Pensaré en una revisión o en hacer otra pregunta.
Farcher, no creo que su respuesta diga lo suficiente, y tampoco la de Motl. Pero como es la única respuesta, obtienes el tic.
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