ÁNGSTROM: ZGODOVINA, UPORABE IN ENAKOVREDNOSTI - KEMIJA - 2025

Angstrom je enota dolžine, ki se uporablja za izražanje linearna razdalja med dvema točkama; zlasti med dvema atomskima jedroma. Enakovredno 10 ^-8 cm ali 10 ^-10 m, manj kot eno milijardo metra. Zato je enota, ki se uporablja za zelo majhne dimenzije. Predstavlja ga švedska črka abecede Å, v čast fiziku Anderju Jonasu Ångströmu (spodnja slika), ki je to enoto predstavil med svojim raziskovanjem.

Angstrom najde uporabo na različnih področjih fizike in kemije. Ker je tako majhna meritev dolžine, je neprecenljiva za natančnost in priročnost pri meritvah atomskega razmerja; kot so atomski polmer, dolžine vezi in valovne dolžine elektromagnetnega spektra.

Portret Andersa Ångströma. Vir: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg.

Čeprav ga v številnih primerih uporabljajo enote SI, kot sta nanometer in pikometer, še vedno velja na področjih, kot sta kristalografija in v študijah molekulskih struktur.

Zgodovina

Pojav enotnosti

Anders Jonas Ångström se je rodil 13. avgusta 1814 v švedskem mestu Lödgo in umrl 21. junija 1874 v Uppsali (Švedska). Znanstvena raziskovanja je razvil na področju fizike in astronomije. Velja za enega od pionirjev pri preučevanju spektroskopije.

Ångström je raziskal toplotno prevodnost in odnos med električno prevodnostjo in toplotno prevodnostjo.

Z uporabo spektroskopije je lahko preučil elektromagnetno sevanje iz različnih nebesnih teles in odkril, da je sonce narejeno iz vodika (in drugih elementov, ki so podvrženi jedrskim reakcijam).

Angström naj bi izdelal zemljevid sončnega spektra. Ta zemljevid je bil izdelan tako podrobno, da obsega tisoč spektralnih linij, v katerih je uporabil novo enoto: Å. Nato je uporaba te enote postala široko razširjena in je dobila ime po osebi, ki jo je uvedla.

Leta 1867 je Ångström pregledal spekter elektromagnetnega sevanja severnih luči in odkril prisotnost svetle črte v zeleno-rumenem območju vidne svetlobe.

Leta 1907 je bil Å uporabljen za določitev valovne dolžine rdeče črte, ki oddaja kadmij, njegova vrednost pa je znašala 6.438,47 Å.

Vidni spekter

Ångström je menil, da je priročno uvesti enoto za izražanje različnih valovnih dolžin, ki sestavljajo spekter sončne svetlobe; zlasti v območju vidne svetlobe.

Ko žarek sončne svetlobe pade na prizmo, se nastajajoča svetloba razbije na neprekinjen spekter barv, ki sega od vijolične do rdeče; skozi indigo, zeleno, rumeno in oranžno.

Barve so izraz različnih dolžin, prisotnih v vidni svetlobi, med približno 4000 in 7000 Å.

Ko opazimo mavrico, je lahko natančno določeno, da je sestavljena iz različnih barv. Te predstavljajo različne valovne dolžine, ki sestavljajo vidno svetlobo, ki jo razpadejo kapljice vode, ki prehajajo skozi vidno svetlobo.

Čeprav so različne valovne dolžine (λ), ki sestavljajo spekter sončne svetlobe, izražene v Å, je njihova izraženost v nanometrih (nm) ali milimikronih, enakovrednih 10 ^-9 m , tudi precej pogosta .

Å in SI

Čeprav je bila enota Å uporabljena v številnih preiskavah in objavah v znanstvenih revijah in učbenikih, ni registrirana v Mednarodnem sistemu enot (SI).

Poleg Å obstajajo tudi druge enote, ki niso registrirane v SI; vendar se še naprej uporabljajo v publikacijah drugačne narave, znanstvenih in komercialnih.

Prijave

Atomski polmeri

Enota Å se uporablja za izražanje dimenzije polmera atomov. Polmer atoma dobimo z merjenjem razdalje med jedri dveh neprekinjenih in enakih atomov. Ta razdalja je enaka 2 r, zato je atomski polmer (r) polovica.

Polmer atomov niha okoli 1 Å, zato je priročno uporabiti enoto. To minimizira napake, ki jih lahko naredimo z uporabo drugih enot, saj ni treba uporabiti moči 10 z negativnimi eksponenti ali številkami z velikim številom decimalnih mest.

Na primer, imamo naslednje atomske polmere, izražene v angstromih:

-Kloro (Cl) ima atomski polmer 1 A

-Litij (Li), 1,52 Å

-Boro (B), 0,85 Å

-Ogljik (C), 0,77 A

-Kisik (0), 0,73 Å

-Fosfor (P), 1,10 Å

-Žveplo (S), 1,03 Å

-Nigen (N), 0,75 A;

-Fluor (F), 0,72 A

-Bromo (Br), 1,14 Å

-Od joda (I), 1,33 Å.

Čeprav obstajajo kemični elementi z atomskim polmerom večjim od 2 Å, so med njimi:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Stroncij (Sr) 2,15 Å

-Cezij (Cs) 2,65 Å.

Picometer proti Angstrom

V besedilih kemije je običajno, da najdemo atomske polmere, izražene v pikometrih (ppm), ki so stokrat manjši od angstroma. Razlika je preprosto pomnožitev zgornjih atomskih polmerov na 100; na primer, atomski polmer ogljika je 0,77 Å ali 770 ppm.

Kemija in fizika trdnih snovi

Å se uporablja tudi za izražanje velikosti molekule in prostora med ravninami atoma v kristalnih strukturah. Zaradi tega se Å uporablja v fiziki trdnih snovi, kemiji in kristalografiji.

Poleg tega se v elektronski mikroskopiji uporablja za prikaz velikosti mikroskopskih struktur.

Kristalografija

Enota Å se uporablja v kristalografskih študijah, ki kot osnovo uporabljajo rentgenske žarke, saj imajo valovno dolžino med 1 in 10 Å.

A se uporablja v študijah pozitronske kristalografije v analitični kemiji, saj so vse kemijske vezi v območju od 1 do 6 Å.

Valovne dolžine

Å se uporablja za izražanje valovnih dolžin (λ) elektromagnetnega sevanja, zlasti v območju vidne svetlobe. Na primer, zelena barva ustreza valovni dolžini 4,770 Å, rdeča pa valovna dolžina 6,231 Å.

Medtem ultravijolično sevanje blizu vidne svetlobe ustreza valovni dolžini 3.543 Å.

Elektromagnetno sevanje ima več komponent, vključno z: energijo (E), frekvenco (f) in valovno dolžino (λ). Valovna dolžina je obratno sorazmerna z energijo in frekvenco elektromagnetnega sevanja.

Zato je daljša valovna dolžina elektromagnetnega sevanja, nižja je njegova frekvenca in energija.

Enakovrednosti

Na koncu je na voljo nekaj ustreznic Å z različnimi enotami, ki jih lahko uporabimo kot pretvorbene faktorje:

-10 ^-10 metra / Å

-10 ^-8 centimetra / Å

-10 ^-7 mm / Å

-10 ^-4 mikrometra (mikronov) / Å.

-0,10 milimicra (nanometra) / Å.

-100 pikometer / Å.

Reference

1. Helmenstine, Anne Marie, dr. (05. december 2018). Opredelitev angstroma (fizika in kemija). Pridobljeno: misel.com
2. Wikipedija. (2019). Angstrom. Pridobljeno: es.wikipedia.org
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
4. Regents University of California. (devetnajst devetinšestdeset). Elektromagnetni spekter. Pridobljeno: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Kaj je angstrom (enota). Pridobljeno: aqua-calc.com
6. Angstrom - Človek in enota. . Pridobljeno: phycomp.technion.ac.il