Historia, zastosowania i równoważności Ángstrom

4496
Alexander Pearson
Historia, zastosowania i równoważności Ángstrom

Plik angstrom jest jednostką długości używaną do wyrażenia odległości liniowej między dwoma punktami; zwłaszcza między dwoma jądrami atomowymi. Równa się 10-8 cm lub 10-10 m, mniej niż jedna miliardowa metra. Dlatego jest to jednostka używana do bardzo małych wymiarów. Przedstawia ją litera szwedzkiego alfabetu Å, na cześć fizyka Andera Jonasa Ångströma (dolne zdjęcie), który przedstawił tę jednostkę w trakcie swoich badań.

Angstrom znajduje zastosowanie w różnych dziedzinach fizyki i chemii. Ze względu na tak mały pomiar długości jest nieoceniony pod względem dokładności i wygody w pomiarach stosunku atomowego; takie jak promień atomowy, długości wiązań i długości fal widma elektromagnetycznego.

Portret Andersa Ångströma. Źródło: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg [domena publiczna].

Chociaż w wielu zastosowaniach jest zdegradowany przez jednostki SI, takie jak nanometr i pikometr, nadal jest ważny w takich dziedzinach, jak krystalografia i badania struktur molekularnych..

Indeks artykułów

  • 1 Historia
    • 1.1 Pojawienie się jedności
    • 1.2 Widmo widzialne
    • 1.3 Å i SI
  • 2 Zastosowania
    • 2.1 Promienie atomowe
    • 2.2 Chemia i fizyka ciała stałego
    • 2.3 Krystalografia
    • 2.4 Długości fal
  • 3 równoważności
  • 4 Odnośniki

Fabuła

Pojawienie się jedności

Anders Jonas Ångström urodził się 13 sierpnia 1814 r. W szwedzkim mieście Lödgo i zmarł w Uppsali (Szwecja) 21 czerwca 1874 r. Swoje badania naukowe rozwinął w dziedzinie fizyki i astronomii. Uważany jest za jednego z pionierów w badaniach spektroskopii.

Ångström badał przewodnictwo cieplne i związek między przewodnością elektryczną a przewodnością cieplną.

Dzięki zastosowaniu spektroskopii był w stanie zbadać promieniowanie elektromagnetyczne różnych ciał niebieskich, odkrywając, że słońce zostało zbudowane z wodoru (i innych pierwiastków podlegających reakcjom jądrowym).

Ångström zawdzięcza mapę widma słonecznego. Mapa ta została opracowana tak szczegółowo, że zawiera tysiąc linii widmowych, w których zastosował nową jednostkę: Å. Następnie użycie tej jednostki stało się powszechne, nazwane na cześć osoby, która ją wprowadziła.

W 1867 roku Ångström zbadał widmo promieniowania elektromagnetycznego zorzy polarnej, odkrywając obecność jasnej linii w zielono-żółtym obszarze światła widzialnego..

W 1907 r. Użyto Å do określenia długości fali czerwonej linii emitującej kadm, a jej wartość wynosiła 6438,47 Å..

Widoczne widmo

Ångström uznał za wygodne wprowadzenie jednostki do wyrażania różnych długości fal, które składają się na widmo światła słonecznego; szczególnie w obszarze światła widzialnego.

Kiedy promień światła słonecznego pada na pryzmat, powstające światło jest rozbijane na ciągłe spektrum kolorów, od fioletu do czerwieni; przechodzi przez indygo, zielony, żółty i pomarańczowy.

Kolory są wyrazem różnych długości występujących w świetle widzialnym, od około 4000 Å do 7000 Å.

Kiedy obserwuje się tęczę, można szczegółowo określić, że składa się ona z różnych kolorów. Reprezentują one różne długości fal składające się na światło widzialne, które jest rozkładane przez krople wody przechodzące przez światło widzialne..

Chociaż różne długości fal (λ), które składają się na widmo światła słonecznego, są wyrażane w Å, dość powszechne jest również wyrażanie ich w nanometrach (nm) lub milimikrach, które są równoważne 10-9 m.

Å i SI

Chociaż jednostka Å była używana w wielu badaniach i publikacjach w czasopismach naukowych i podręcznikach, nie jest zarejestrowana w Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI).

Wraz z Å istnieją inne jednostki, które nie są zarejestrowane w SI; Jednak nadal są wykorzystywane w publikacjach o innym charakterze, naukowym i komercyjnym..

Aplikacje

Promienie atomowe

Jednostka Å służy do wyrażenia wymiaru promienia atomów. Promień atomu uzyskuje się, mierząc odległość między jądrami dwóch ciągłych i identycznych atomów. Ta odległość jest równa 2 r, więc promień atomowy (r) jest o połowę mniejszy.

Promień atomów oscyluje wokół 1 Å, więc wygodnie jest używać jednostki. Minimalizuje to błędy, które można popełnić przy użyciu innych jednostek, ponieważ nie jest konieczne stosowanie potęg 10 z ujemnymi wykładnikami lub liczbami z dużą liczbą miejsc po przecinku..

Na przykład mamy następujące promienie atomowe wyrażone w angstremach:

-Chlor (Cl) ma promień atomowy 1 Å

-Lit (Li), 1,52 A

-Bor (B), 0,85 A

-Węgiel (C), 0,77 A

-Tlen (O), 0,73 A

-Fosfor (P), 1,10 Å

-Siarka (S), 1,03 A

-Azot (N), 0,75 A;

-Fluor (F), 0,72 A

-Brom (Br), 1,14 A

-Jod (I), 1,33 Å.

Chociaż istnieją pierwiastki chemiczne o promieniu atomowym większym niż 2 Å, wśród nich:

-Rubid (Rb) 2,48 Å

-Stront (Sr) 2,15 Å

-Cez (Cs) 2,65 Å.

Pikometr vs Angstrom

W tekstach chemicznych zwykle znajduje się promienie atomowe wyrażone w pikometrach (ppm), które są sto razy mniejsze niż angstrem. Różnica polega po prostu na pomnożeniu powyższych promieni atomowych przez 100; na przykład promień atomowy węgla wynosi 0,77 A lub 770 ppm.

Chemia i fizyka ciała stałego

Å jest również używany do wyrażenia rozmiaru cząsteczki i przestrzeni między płaszczyznami atomu w strukturach krystalicznych. Z tego powodu Å jest używane w fizyce ciała stałego, chemii i krystalografii..

Ponadto jest stosowany w mikroskopii elektronowej do wskazywania wielkości mikroskopijnych struktur..

Krystalografia

Jednostka Å jest używana w badaniach krystalograficznych, które wykorzystują promieniowanie rentgenowskie jako podstawę, ponieważ mają one długość fali od 1 do 10 Å.

Å jest używany w badaniach krystalografii pozytonów w chemii analitycznej, ponieważ wszystkie wiązania chemiczne mieszczą się w zakresie od 1 do 6 Å.

Długości fal

Å służy do wyrażenia długości fal (λ) promieniowania elektromagnetycznego, zwłaszcza w zakresie światła widzialnego. Na przykład kolor zielony odpowiada długości fali 4770 Å, a kolor czerwony długości fali 6,231 Å..

Tymczasem promieniowanie ultrafioletowe, bliskie światła widzialnego, odpowiada długości fali 3543 Å.

Promieniowanie elektromagnetyczne ma kilka składowych, w tym: energię (E), częstotliwość (f) i długość fali (λ). Długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do energii i częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego.

Dlatego im większa długość fali promieniowania elektromagnetycznego, tym mniejsza jego częstotliwość i energia..

Równoważności

Wreszcie, dostępne są pewne odpowiedniki Å z różnymi jednostkami, które można wykorzystać jako współczynniki konwersji:

-10-10 metr / Ł

-10-8 centymetr / Ł

-10-7 mm / Ł

-10-4 mikrometr (mikron) / Å.

-0,10 milimikronów (nanometrów) / Å.

-100 pikometrów / Å.

Bibliografia

  1. Helmenstine, dr Anne Marie (5 grudnia 2018). Definicja angstromu (fizyka i chemia). Odzyskany z: thinkco.com
  2. Wikipedia. (2019). Angstrom. Odzyskane z: es.wikipedia.org
  3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
  4. Regenci Uniwersytetu Kalifornijskiego. (tysiąc dziewięćset dziewięćdziesiąty szósty). Widmo elektromagnetyczne. Odzyskany z: cse.ssl.berkeley.edu
  5.  AVCalc LLC. (2019). Co to jest angstrom (jednostka). Odzyskany z: aqua-calc.com
  6. Angstrom - człowiek i jednostka. [PDF]. Odzyskany z: phycomp.technion.ac.il

Jeszcze bez komentarzy