How big is Núcleo de cloro?

Un núcleo de cloro es el centro de un átomo de cloro. Tiene 17 protones y, en los dos tipos que forman el cloro natural, 18 o 20 neutrones. El núcleo del tipo más común, el cloro-35, mide unos 6.7 femtómetros de diámetro, calculados como el doble de su radio de carga. Un femtómetro es una millonésima de milmillonésima de metro (10⁻¹⁵ metros).

Tamaño

Un núcleo no tiene un borde definido, así que su tamaño se expresa como un radio de carga: el radio promedio de su carga eléctrica. Para el cloro-35, una tabla de radios nucleares que mantiene el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) da 3.365 femtómetros. Una medición más precisa, dada a conocer en 2026, obtuvo 3.333 femtómetros. Para ello usó átomos en los que una partícula más pesada, llamada muon, ocupa el lugar de un electrón. Con cualquiera de los dos valores, el núcleo mide unos 6.7 femtómetros de diámetro.

Los átomos de un mismo elemento con distinto número de neutrones se llaman isótopos. El cloro-37 tiene dos neutrones más que el cloro-35, pero su núcleo es menos de 1 % más ancho. Cerca de tres cuartas partes del cloro de la Tierra son cloro-35.

Como la mayoría de los núcleos con más de 15 protones, el núcleo de cloro tiene más neutrones que protones. Los protones se repelen entre sí por su carga eléctrica, y los neutrones de más ayudan a que la fuerza nuclear fuerte mantenga unido el núcleo.

Comparaciones de tamaño

Un núcleo de cloro-35 es unas cuatro veces más ancho que un solo protón, que mide unos 1.7 femtómetros de diámetro.
Es más o menos el doble de ancho que un núcleo de helio, que mide unos 3.4 femtómetros de diámetro.
Un núcleo de uranio tiene 6.8 veces más protones y neutrones, pero mide menos del doble de ancho.
En una molécula de cloro gaseoso, los núcleos de los dos átomos están a 0.199 nanómetros uno del otro, unas 30,000 veces el ancho de cualquiera de los dos núcleos. Un nanómetro es una milmillonésima de metro.
Si esos dos núcleos se ampliaran hasta el tamaño de balones de básquet, estarían a unos 7 kilómetros uno del otro.

La captura de neutrinos del Sol

Los núcleos de cloro-37 se usaron para detectar neutrinos del Sol, partículas que atraviesan casi cualquier materia. En muy raras ocasiones, un neutrino que choca con un núcleo de cloro-37 convierte uno de sus neutrones en un protón. El núcleo se transforma en argón-37, que es radiactivo y tiene un periodo de semidesintegración de 35 días: el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de ese argón.

En la década de 1960, Raymond Davis Jr. colocó un tanque con 615 toneladas de tetracloroetileno, un líquido de limpieza común, en una mina de oro de Dakota del Sur, en Estados Unidos. El tanque contenía unos 2 × 10³⁰ átomos de cloro-37, es decir, un 2 seguido de 30 ceros. Para 1994, Davis había extraído unos 2,000 átomos de argón, menos de los que se esperaban. Por este trabajo compartió el Premio Nobel de Física de 2002.