Isótopos de cloro

El cloro ( Cl , número atómico 17) tiene 24 isótopos conocidos en masa que varían entre 28 y 51, y dos isómeros nucleares , 34m Cl y 38m Cl. Entre ellos, los dos principales son el isótopo estable 35 C (75, 77% ) y 37 Cl (24,23%), presentes en proporción relativa 37,885: 12,115, respectivamente, lo que permite asignar al cloro una masa atómica estándar de 35,453 (2) u

El radioisótopo de cloro de mayor duración es el 36 Cl con una vida media de 301.000  años . Todos los demás radioisótopos tienen una vida media de menos de una hora y la mayoría de ellos menos de un segundo. Los isótopos de vida más corta son 29 Cl y 30 Cl, con vidas medias de menos de 20 y 30 nanosegundos, respectivamente, siendo actualmente desconocida la vida media del 28 Cl. Los tres isótopos más ligeros se desintegran por emisión de protones , los más pesados ​​(pero siempre más ligeros que los isótopos estables) principalmente por emisión de positrones (desintegración β + ), todos en isótopos de azufre . Isótopos más pesados que los isótopos estables y de cloro 36 principalmente o exclusivamente por β - caries en los isótopos de argón .

Cloro natural

El cloro natural consta de dos isótopos estables 35 Cl (~ 3/4 de cloro) y 37 Cl (~ 1/4) y trazas del radioisótopo cosmogénico 36 Cl.

Cloro 35

El cloro 35 ( 35 Cl ) es un isótopo de cloro cuyo núcleo está formado por 17 protones y 18 neutrones. Es un isótopo estable de cloro que representa el 75,78% del isótopo presente en la Tierra. Tiene la particularidad de tener una sección transversal de captura de neutrones térmicos bastante alta: 44 galpones, lo que asociado a la del cloro 37 (0.43 galpones) le da al cloro natural una sección transversal efectiva de 33.45 galpón. Por tanto, el cloro natural es un absorbente de neutrones.

Cloro 36

El cloro 36 ( 36 Cl ) es un isótopo de cloro cuyo núcleo está formado por 17 protones y 19 neutrones . Es un radioisótopo de cloro con una vida media de 301.000  años que existe en cantidades mínimas en el medio ambiente, en una proporción de aproximadamente 7 × 10 −13: 1 con isótopos estables. El 36 Cl se produce en la atmósfera por espalación de 36 Ar por interacción con los protones de los rayos cósmicos . Ambiente subterráneo, 36 Cl se produce principalmente por la captura de neutrones de 35 Cl o captura muón de 40 Ca . El 36 Cl se desintegra principalmente por desintegración β - en 36 Ar (98,1%), pero también por desintegración ε en 36 S (1,9%) durante una vida media total de 308.000 años. La vida media de este isótopo hidrófilo no reactivo lo hace útil para la radiodación durante un intervalo de 60.000 a 1 millón de años.

Además, se han producido grandes cantidades de 36 Cl por irradiación de agua de mar durante el fuego submarino de armas nucleares , desde el disparo de Baker de la Operación Crossroads en julio de 1946 y especialmente entre 1952 y 1958 . El tiempo de residencia de 36 Cl en la atmósfera es de aproximadamente una semana. Por lo tanto, como marcador de eventos de la década de 1950 en suelos y aguas subterráneas , el 36 Cl también es útil para fechar aguas de menos de 50 años. El 36 Cl se ha utilizado en otras áreas de las ciencias geológicas, como la datación del hielo y los sedimentos.

Cloro 37

El cloro 37 ( 37 Cl ) es un isótopo de cloro cuyo núcleo está formado por 17 protones y 20 neutrones. Es un isótopo estable de cloro que representa el 24,22% del isótopo presente en la Tierra. Se utiliza en particular en la detección de neutrinos .

Símbolo de isótopo	Z ( p )	N ( n )	masa isotópica (u)	Media vida	Modo (s) de decaimiento	Isótopo (s) hijo	Girar nuclear
	Energía de excitación
28 Cl	17	11	28.02851 (54) #		pag	27 S	(1 +) #
29 Cl	17	12	29.01411 (21) #	<20 ns	pag	28 S	(3/2 +) #
30 cl	17	13	30.00477 (21) #	<30 ns	pag	29 S	(3 +) #
31 Cl	17	14	30.99241 (5)	150 (25) ms	β + (99,3%)	31 S	3/2 +
					β + , p (0,7%)	30 P
32 Cl	17	15	31,985690 (7)	298 (1) ms	β + (99,92%)	32 S	1+
					β + , α (0,054%)	28 Al
					β + , p (0,026%)	31 P
33 Cl	17	dieciséis	32,9774519 (5)	2.511 (3) s	β +	33 S	3/2 +
34 cl	17	17	33,97376282 (19)	1.5264 (14) s	β +	34 S	0+
34m Cl	146,36 (3) keV			32,00 (4) min	β + (55,4%)	34 S	3+
					TI (44,6%)	34 cl
35 cl	17	18	34,96885268 (4)	Estable			3/2 +
36 cl	17	19	35,96830698 (8)	3,01 (2) × 10 5 a	β - (98,1%)	36 Ar	2+
					ε (1,9%)	36 S
37 Cl	17	20	36,96590259 (5)	Estable			3/2 +
38 Cl	17	21	37,96801043 (10)	37,24 (5) min	β -	38 Ar	2-
38m Cl	671,361 (8) keV			715 (3) ms	ESO	38 Cl	5-
39 Cl	17	22	38.9680082 (19)	55,6 (2) min	β -	39 Ar	3/2 +
40 cl	17	23	39.97042 (3)	1,35 (2) min	β -	40 Ar	2-
41 Cl	17	24	40.97068 (7)	38,4 (8) s	β -	41 Ar	(1/2 +, 3/2 +)
42 Cl	17	25	41.97325 (15)	6,8 (3) s	β -	42 Ar
43 cl	17	26	42,97405 (17)	3,07 (7) s	β - (> 99,9%)	43 Ar	3/2 + #
					β - , n (<0,1%)	42 Ar
44 cl	17	27	43.97828 (12)	0,56 (11) s	β - (92%)	44 Ar
					β - , n (8%)	43 Ar
45 cl	17	28	44,98029 (13)	400 (40) ms	β - (76%)	45 Ar	3/2 + #
					β - , n (24%)	44 Ar
46 Cl	17	29	45,98421 (77)	232 (2) ms	β - , n (60%)	45 Ar
					β - (40%)	46 Ar
47 Cl	17	30	46.98871 (64) #	101 (6) ms	β - (97%)	47 Ar	3/2 + #
					β - , n (3%)	46 Ar
48 cl	17	31	47.99495 (75) #	100 # ms [> 200 ns]	β -	48 Ar
49 Cl	17	32	49,00032 (86) #	50 # ms [> 200 ns]	β -	49 Ar	3/2 + #
50 cl	17	33	50.00784 (97) #	20 # ms	β -	50 Ar
51 Cl	17	34	51.01449 (107) #	2 # ms [> 200 ns]	β -	51 Ar	3/2 + #

1. Abreviatura:
   TI: transición isomérica .
2. Isótopos estables en grasa.
3. Utilizado en la datación radiométrica del agua.

Observaciones

• Existen muestras geológicas excepcionales cuya composición isotópica está fuera de la escala dada. La incertidumbre en la masa atómica de tales muestras puede exceder los valores dados.
• Los materiales disponibles comercialmente pueden haber sido sometidos a fraccionamiento isotópico involuntario o involuntario. Es posible tener diferencias significativas entre la masa y la composición dadas.
• Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino también, al menos en parte, de tendencias sistemáticas. Los giros con argumentos de asignación débiles están entre paréntesis.
• Las incertidumbres se dan de forma concisa entre paréntesis después del decimal correspondiente. Los valores de incertidumbre denotan una desviación estándar, a excepción de la composición isotópica y la masa atómica estándar de la IUPAC, que utilizan incertidumbres expandidas.

Notas y referencias

Notas

1. Se han calculado teóricamente otros dos, pero aún no sintetizados: los isótopos 52 y 53.

Referencias

1. "  RESULTADOS PARA CLORO 52 (Z = 17, N = 35)  " , en www-phynu.cea.fr (consultado el 18 de septiembre de 2017 )
2. (en) Gráfico de nucleidos universales

• Masa de isótopos de:
  • (en) G. Audi, AH Wapstra, C. Thibault, J. Blachot y O. Bersillon, "  La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de desintegración  " , Física nuclear A , vol.  729,2003, p.  3–128 ( DOI  10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001 , Bibcode  2003NuPhA.729 .... 3A , leer en línea [ archivo de23 de septiembre de 2008] )
• Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar:
  • (en) JR de Laeter, JK Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, HS Peiser, KJR Rosman y PDP Taylor, “  Atomic weights of the elements. Review 2000 (Informe técnico de la IUPAC)  ” , Química pura y aplicada , vol.  75, n o  6,2003, p.  683–800 ( DOI  10.1351 / pac200375060683 , leer en línea )
  • (en) ME Wieser, “  Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)  ” , Química pura y aplicada , vol.  78, n o  11,2006, p.  2051–2066 ( DOI  10.1351 / pac200678112051 , resumen , leer en línea )
• Vida media, giro y datos sobre isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
  • (en) G. Audi, AH Wapstra, C. Thibault, J. Blachot y O. Bersillon, "  La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de desintegración  " , Física nuclear A , vol.  729,2003, p.  3–128 ( DOI  10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001 , Bibcode  2003NuPhA.729 .... 3A , leer en línea [ archivo de23 de septiembre de 2008] )
  • (en) Centro Nacional de Datos Nucleares , “  Base de datos NuDat 2.1  ” , Laboratorio Nacional de Brookhaven (consultado en septiembre de 2005 )
  • (en) NE Holden y DR Lide ( eds. ), CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press ,2004, 85 ª  ed. , 2712  p. ( ISBN  978-0-8493-0485-9 , leer en línea ) , "Tabla de isótopos" , Sección 11

• (fr) Este artículo está tomado parcial o totalmente del artículo de Wikipedia en inglés titulado "  Isótopos de cloro  " ( ver la lista de autores ) .

Ver también