ÁNGSTROM: HISTÓRIA, POUŽITIA A EKVIVALENCIE - CHÉMIA - 2025

Angstrom je dĺžková jednotka, ktorá sa používa na vyjadrenie lineárny vzdialenosť medzi dvoma bodmi; najmä medzi dvoma atómovými atómami. Ekvivalent 10 až ⁸ cm alebo 10 až ¹⁰ m, menej ako jedna miliardtina metra. Preto je to jednotka používaná pre veľmi malé rozmery. Reprezentuje ju švédska abecedná abeceda Å, na počesť fyzika Andera Jonasa Ångströma (spodný obrázok), ktorý predstavil túto jednotku v priebehu svojho výskumu.

Angstrom nájde uplatnenie v rôznych oblastiach fyziky a chémie. Keďže je to meranie na malej dĺžke, je neoceniteľné, pokiaľ ide o presnosť a pohodlie pri meraní atómových pomerov; ako je atómový polomer, dĺžky väzieb a vlnové dĺžky elektromagnetického spektra.

Portrét Anders Ångström. Zdroj: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg.

Aj keď je pri mnohých svojich použitiach degradovaný jednotkami SI, ako sú nanometer a pikometer, stále platí v oblastiach, ako je kryštalografia a štúdie molekulárnych štruktúr.

histórie

Vznik jednoty

Anders Jonas Ångström sa narodil v švédskom meste Lödgo 13. augusta 1814 a zomrel 21. júna 1874 v Uppsale (Švédsko). Svoj vedecký výskum rozvinul v oblasti fyziky a astronómie. Je považovaný za jedného z priekopníkov v štúdiu spektroskopie.

Spoločnosť Ångström skúmala vedenie tepla a vzťah medzi elektrickou vodivosťou a tepelnou vodivosťou.

Pomocou spektroskopie dokázal študovať elektromagnetické žiarenie z rôznych nebeských telies a zistil, že slnko bolo vyrobené z vodíka (a ďalších prvkov podstupujúcich jadrové reakcie).

Ångström má vytvoriť mapu slnečného spektra. Táto mapa bola vypracovaná tak podrobne, že obsahuje tisíc spektrálnych čiar, v ktorých použil novú jednotku: Å. Následne sa použitie tejto jednotky rozšírilo a bolo pomenované po osobe, ktorá ju predstavila.

V roku 1867 Ångström preskúmal spektrum elektromagnetického žiarenia zo severných svetiel a zistil prítomnosť jasnej čiary v zelenožltej oblasti viditeľného svetla.

V roku 1907 sa Á použila na definovanie vlnovej dĺžky červenej čiary, ktorá emituje kadmium, pričom jej hodnota bola 6 438,47 Á.

Viditeľné spektrum

Ångström považoval za vhodné zaviesť jednotku na vyjadrenie rôznych vlnových dĺžok, ktoré tvoria spektrum slnečného svetla; najmä v oblasti viditeľného svetla.

Ak lúč slnečného žiarenia dopadne na hranol, vznikajúce svetlo sa rozdelí na súvislé spektrum farieb, od fialovej po červenú; prechádzajúce indigo, zelená, žltá a oranžová.

Farby sú vyjadrením rôznych dĺžok prítomných vo viditeľnom svetle medzi približne 4 000 A až 7 000 Á.

Ak je pozorovaná dúha, je možné podrobne uviesť, že je vytvorená z rôznych farieb. Predstavujú rôzne vlnové dĺžky, ktoré tvoria viditeľné svetlo, ktoré sa rozkladá kvapkami vody, ktoré prechádzajú cez viditeľné svetlo.

Aj keď rôzne vlnové dĺžky (A), ktoré tvoria spektrum slnečného žiarenia, sú vyjadrené v A, ich expresia v nanometroch (nm) alebo milimikrónoch ekvivalentná 10 až ⁹ m je tiež celkom bežná .

Á a SI

Hoci sa jednotka Å používala v mnohých výskumoch a publikáciách vo vedeckých časopisoch a učebniciach, nie je zaregistrovaná v Medzinárodnom systéme jednotiek (SI).

Spolu s Á sú ďalšie jednotky, ktoré nie sú registrované v SI; naďalej sa však používajú v publikáciách rôznej povahy, vedeckých a obchodných.

aplikácia

Atómové polomery

Jednotka A sa používa na vyjadrenie rozmeru polomeru atómov. Polomer atómu sa získa zmeraním vzdialenosti medzi jadrami dvoch súvislých a identických atómov. Táto vzdialenosť sa rovná 2 r, takže atómový polomer (r) je jej polovica.

Polomer atómov osciluje okolo 1 Á, preto je vhodné jednotku používať. Tým sa minimalizujú chyby, ktoré sa môžu vyskytnúť pri použití iných jednotiek, pretože nie je potrebné využívať sily 10 s negatívnymi exponentmi alebo číslami s veľkým počtom desatinných miest.

Napríklad máme nasledujúce atómové polomery vyjadrené v angstromoch:

-Chlór (Cl), má atómový polomer 1 Á

- lítium (Li), 1,52 Á

-Boro (B), 0,85 Á

- uhlík (C), 0,77 Á

-Oxygén (O), 0,73 Á

- fosfor (P), 1,10 Á

-Síra (S), 1,03 Á

-Nitrogen (N), 0,75 Á;

-Fluór (F), 0,72 Á

-Bromo (Br), 1,14 Á

-Jód (I), 1,33 Á.

Aj keď existujú chemické prvky s atómovým polomerom väčším ako 2 Á, medzi nimi:

-Rubidium (Rb) 2,48 Á

-Stroncium (Sr) 2,15 Á

-Cézium (Cs) 2,65 Á.

Picometer vs Angstrom

V textoch chémie je obvyklé nájsť atómové polomery vyjadrené v pikometroch (ppm), ktoré sú stokrát menšie ako angstróm. Rozdiel je jednoducho vynásobením vyššie uvedených atómových polomerov 100; napríklad atómový polomer uhlíka je 0,77 Á alebo 770 ppm.

Chémia a fyzika tuhých látok

Á sa tiež používa na vyjadrenie veľkosti molekuly a priestoru medzi rovinami atómu v kryštálových štruktúrach. Z tohto dôvodu sa Å používa vo fyzike tuhých látok, chémii a kryštalografii.

Ďalej sa používa v elektrónovej mikroskopii na označenie veľkosti mikroskopických štruktúr.

kryštalografie

Jednotka A sa používa v kryštalografických štúdiách, ktoré používajú röntgenové lúče ako základ, pretože tieto majú vlnovú dĺžku medzi 1 a 10 Á.

Á sa používa v štúdiách pozitrónovej kryštalografie v analytickej chémii, pretože všetky chemické väzby sú v rozsahu 1 až 6 Á.

vlnovej dĺžky

Á sa používa na vyjadrenie vlnových dĺžok (A) elektromagnetického žiarenia, najmä v oblasti viditeľného svetla. Napríklad zelená farba zodpovedá vlnovej dĺžke 4 770 Á a červená farba vlnovej dĺžke 6 231 Á.

Medzitým ultrafialové žiarenie blízke viditeľnému svetlu zodpovedá vlnovej dĺžke 3 543 Á.

Elektromagnetické žiarenie má niekoľko zložiek vrátane: energie (E), frekvencie (f) a vlnovej dĺžky (λ). Vlnová dĺžka je nepriamo úmerná energii a frekvencii elektromagnetického žiarenia.

Preto čím dlhšia je vlnová dĺžka elektromagnetického žiarenia, tým nižšia je jeho frekvencia a energia.

ekvivalencie

Nakoniec sú k dispozícii určité ekvivalencie A s rôznymi jednotkami, ktoré sa môžu použiť ako prevodné faktory:

-10 ^-10 metrov / Á

-10 až ⁸ centimetrov / Á

-10 ^-7 mm / Á

-10 až ⁴ mikrometre (mikrón) / Á.

-0,10 milimikra (nanometer) / Á.

-100 pikometer / Á.

Referencie

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5. decembra 2018). Angstrom Definition (Fyzika a chémia). Získané z: thinkco.com
2. Wikipedia. (2019). Angstrom. Obnovené z: es.wikipedia.org
3. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
4. Vladári Kalifornskej univerzity. (devätnásť deväťdesiat šesť). Elektromagnetické spektrum. Získané z: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Čo je to angstróm (jednotka). Získané z: aqua-calc.com
6. Angstrom - muž a jednotka. , Získané z: phycomp.technion.ac.il