ÁNGSTROM: ИСТОРИЯ, УПОТРЕБИ И ЕКВИВАЛЕНТИ - ХИМИЯ - 2025

В ангстрьома е единица дължина, която се използва за изразяване на линейното разстояние между две точки; особено между две атомни ядра. Еквивалентно на 10 ^-8 cm или 10 ^-10 m, по-малко от една милиардна част от метър. Следователно това е единица, използвана за много малки размери. Той е представен от буквата на шведската азбука Å, в чест на физика Андер Йонас Ангстрьом (изображение отдолу), който въвежда тази единица в хода на своите изследвания.

Ангстремът намира приложение в различни области на физиката и химията. Тъй като е малко измерване на дължината, то е безценно в точността и удобството при измерванията на атомното съотношение; като атомен радиус, дължина на връзката и дължина на вълната на електромагнитния спектър.

Портрет на Андерс Енгстрьом. Източник:

Въпреки че в много от своите приложения той се освобождава от единици SI, като нанометър и пикометър, той все още е валиден в области като кристалография и в проучвания на молекулни структури.

история

Възникване на единство

Андерс Йонас Ångström е роден в Lödgo, шведски град, на 13 август 1814 г. и умира в Упсала (Швеция), на 21 юни 1874 г. Той развива научните си изследвания в областта на физиката и астрономията. Той се счита за един от пионерите в изучаването на спектроскопията.

Ångström изследва топлопроводимостта и връзката между електрическата проводимост и топлопроводимостта.

Чрез използването на спектроскопия той успя да изучи електромагнитното излъчване от различни небесни тела, откривайки, че слънцето е направено от водород (и други елементи, подложени на ядрени реакции).

A Ångström трябва да произведе карта на слънчевия спектър. Тази карта е разработена толкова подробно, че съдържа хиляда спектрални линии, в които той използва нова единица: Å. Впоследствие използването на тази единица придобива широко разпространение, като е кръстено на човека, който я въведе.

През 1867 г. Ångström изследва спектъра на електромагнитното излъчване от северното сияние, като открива наличието на ярка линия в зелено-жълтия участък на видимата светлина.

През 1907 г. Å е използван за определяне на дължината на вълната на червена линия, която излъчва кадмий, като стойността му е 6,438.47 Å.

Видим спектър

Ångström счита, че е удобно да въведе единицата за изразяване на различните дължини на вълните, съставляващи спектъра на слънчевата светлина; особено в областта на видимата светлина.

Когато лъч слънчева светлина попадне върху призмата, появяващата се светлина се разгражда на непрекъснат спектър от цветове, вариращ от виолетов до червен; преминавайки през индиго, зелено, жълто и оранжево.

Цветовете са израз на различната дължина, присъстваща на видима светлина, между приблизително 4 000 Å и 7 000 Å.

Когато се наблюдава дъга, може да се уточни, че тя е съставена от различни цветове. Те представляват различните дължини на вълните, които изграждат видима светлина, която се разлага от капките вода, които преминават през видимата светлина.

Въпреки че различните дължини на вълната (λ), които съставляват спектъра на слънчевата светлина, са изразени в Å, тяхната експресия в нанометри (nm) или милимикрони, еквивалентни на 10 ^-9 m, също е доста често срещана.

Å и SI

Въпреки че единицата Å е използвана в множество проучвания и публикации в научни списания и в учебници, тя не е регистрирана в Международната система от единици (SI).

Наред с Å има и други единици, които не са регистрирани в СИ; те обаче продължават да се използват в публикации от различно естество, научни и комерсиални.

Приложения

Атомни радиуси

Единицата Å се използва за изразяване на размерите на радиуса на атомите. Радиусът на един атом се получава чрез измерване на разстоянието между ядрата на два непрекъснати и еднакви атома. Това разстояние е равно на 2 r, така че атомният радиус (r) е половината от него.

Радиусът на атомите се колебае около 1 Å, така че е удобно да се използва единицата. Това свежда до минимум грешките, които могат да бъдат направени с използването на други единици, тъй като не е необходимо да се използват мощности от 10 с отрицателни показатели или цифри с голям брой десетични знаци.

Например, имаме следните атомни радиуси, изразени в ангстреми:

-Хлоро (Cl), има атомен радиус 1 A

-Lithium (Li), 1,52 A

-Боро (В), 0,85 A

-Въглерод (С), 0,77 A

-Оксиген (0), 0,73 A

-Фосфор (P), 1.10 Å

-Сера (S), 1,03 Å

-Азот (N), 0,75 A;

-Флуор (F), 0,72 A

-Bromo (Br), 1,14 A

-Йод (I), 1.33 Å.

Въпреки че има химически елементи с атомен радиус по-голям от 2 Å, сред тях:

-Рубидий (Rb) 2,48 A

-Стронций (Sr) 2.15 Å

-Цезий (Cs) 2,65 Å.

Пикометър срещу Ангстрем

Обикновено в химичните текстове се откриват атомни радиуси, изразени в пикометри (ppm), които са сто пъти по-малки от ангстрема. Разликата е просто умножаване на горните атомни радиуси на 100; например, атомният радиус на въглерода е 0,77 A или 770 ppm.

Химия и физика на твърдото тяло

Å също се използва за изразяване на размера на молекулата и пространството между равнините на атом в кристални структури. Поради това Å се използва във физиката на твърдото тяло, химията и кристалографията.

Освен това, той се използва в електронна микроскопия за посочване на размера на микроскопичните структури.

кристалография

Единицата Å се използва в кристалографски изследвания, които използват рентгенови лъчи като основа, тъй като те имат дължина на вълната между 1 и 10 Å.

Å се използва в изследванията за позитронна кристалография в аналитичната химия, тъй като всички химически връзки са в интервала от 1 до 6 Å.

дължини на вълната

Å се използва за изразяване на дължините на вълните (λ) на електромагнитното излъчване, особено в областта на видимата светлина. Например цветният зелен отговаря на дължина на вълната 4,770 Å, а цветът червен - дължина на вълната 6,231 Å.

Междувременно ултравиолетовото лъчение, близко до видимата светлина, съответства на дължина на вълната от 3,543 Å.

Електромагнитното излъчване има няколко компонента, включително: енергия (E), честота (f) и дължина на вълната (λ). Дължината на вълната е обратно пропорционална на енергията и честотата на електромагнитното излъчване.

Следователно, колкото по-дълга е дължината на вълната на електромагнитното излъчване, толкова по-ниска е нейната честота и енергия.

Еквивалентност

И накрая, някои еквиваленти на Å са налични с различни единици, които могат да бъдат използвани като коефициенти на преобразуване:

-10 ^-10 метър / Å

-10 ^-8 сантиметра / Å

-10 ^-7 мм / Å

-10 ^-4 микрометра (микрона) / Å.

-0,10 милиметра (нанометър) / Å.

-100 пикометър / Å.

Препратки

1. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (05 декември 2018 г.). Определение Angstrom (физика и химия). Възстановено от: thinkco.com
2. Wikipedia. (2019). Ангсторм. Възстановено от: es.wikipedia.org
3. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
4. Регентите на Калифорнийския университет. (деветнадесет деветдесет и шест). Електромагнитен спектър. Възстановено от: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Какво е ангстрем (единица). Възстановени от: aqua-calc.com
6. Angstrom - Човекът и единицата., Възстановено от: phycomp.technion.ac.il