How big is Núcleo de cloro?

O núcleo de cloro é o centro de um átomo de cloro. Ele contém 17 prótons e, nos dois tipos que compõem o cloro natural, 18 ou 20 nêutrons. O núcleo do tipo mais comum, o cloro-35, tem cerca de 6,7 femtômetros de largura, medida como o dobro do raio de carga. Um femtômetro é um milionésimo de um bilionésimo de metro (10⁻¹⁵ metros).

Tamanho

Um núcleo não tem uma borda definida, então seu tamanho é dado como raio de carga, o raio médio de sua carga elétrica. Para o cloro-35, uma tabela de raios nucleares mantida pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) apresenta o valor de 3,365 femtômetros. Uma medição mais precisa, relatada em 2026 com átomos nos quais uma partícula mais pesada chamada múon ocupa o lugar de um elétron, encontrou 3,333 femtômetros. Os dois valores resultam em um núcleo com cerca de 6,7 femtômetros de largura.

Átomos do mesmo elemento com números diferentes de nêutrons são chamados de isótopos. O cloro-37 tem dois nêutrons a mais que o cloro-35, mas seu núcleo é menos de 1% mais largo. Cerca de três quartos do cloro da Terra é cloro-35.

Como a maioria dos núcleos com mais de 15 prótons, o núcleo do cloro tem mais nêutrons que prótons. Os prótons se repelem por causa de sua carga elétrica, e os nêutrons extras ajudam a força nuclear forte a manter o núcleo coeso.

Comparações de tamanho

• O núcleo de cloro-35 é cerca de quatro vezes mais largo que um único próton, que tem cerca de 1,7 femtômetro de largura.
• É cerca de duas vezes mais largo que um núcleo de hélio, que tem cerca de 3,4 femtômetros de largura.
• Um núcleo de urânio contém 6,8 vezes mais prótons e nêutrons, mas é menos de duas vezes mais largo.
• Em uma molécula de gás cloro, os núcleos dos dois átomos ficam a 0,199 nanômetro um do outro, cerca de 30.000 vezes a largura de cada núcleo. Um nanômetro é um bilionésimo de metro.
• Se esses dois núcleos fossem ampliados ao tamanho de bolas de basquete, eles ficariam a cerca de 7 quilômetros um do outro.

Capturando neutrinos do Sol

Núcleos de cloro-37 foram usados para detectar neutrinos vindos do Sol, partículas que atravessam quase qualquer tipo de matéria. Muito raramente, um neutrino que atinge um núcleo de cloro-37 transforma um de seus nêutrons em um próton. O núcleo se torna argônio-37, que é radioativo e tem meia-vida de 35 dias, o tempo necessário para que metade dele decaia.

Na década de 1960, Raymond Davis Jr. instalou um tanque com 615 toneladas de tetracloroetileno, um solvente de limpeza comum, em uma mina de ouro na Dakota do Sul. O tanque continha cerca de 2 × 10³⁰ átomos de cloro-37, um 2 seguido de 30 zeros. Até 1994, ele havia extraído cerca de 2.000 átomos de argônio, menos do que o esperado. Davis dividiu o Prêmio Nobel de Física de 2002 por esse trabalho.

Fontes

• Nuclear Charge Radii. International Atomic Energy Agency, 2013.
• Charge radii of Cl isotopes from x-ray spectroscopy of muonic atoms. Beyer et al., arXiv preprint, 2026.
• Chlorine. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.
• How big is the alpha particle? Laser spectroscopy provides new results with record precision. Max Planck Institute of Quantum Optics, 2021.
• Properties of Nuclei. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
• Chlorine: Constants of diatomic molecules. NIST Chemistry WebBook.
• The Nobel Prize in Physics 2002: Press release. Nobel Prize Outreach, 2002.
• The Nobel Prize in Physics 2002: Popular information. Nobel Prize Outreach, 2002.
• A Half-Century with Solar Neutrinos. Raymond Davis Jr., Nobel Lecture, 2002.
• Proton rms charge radius. NIST, 2022 CODATA recommended values, 2024.
• Alpha particle rms charge radius. NIST, 2022 CODATA recommended values, 2024.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.