ÁNGSTROM: TÖRTÉNELEM, FELHASZNÁLÁSOK ÉS EKVIVALENCIÁK - KÉMIA - 2026

Az angstróma egy hosszúságú egység, amelyet két pont közötti lineáris távolság kifejezésére használnak; különösen két atommag között. Egyenértékű 10 ^-8 cm, vagy 10 ^-10 m, kevesebb, mint egy méter billiomod része. Ezért egy olyan egység, amelyet nagyon kicsi méretekhez használnak. A svéd Å ábécé betűje képviseli Ander Jonas Ångström fizikus tiszteletét (alsó kép), aki kutatása során bemutatta ezt az egységet.

Az angsztróma a fizika és a kémia különféle területein alkalmazható. Mivel ilyen hosszú hosszúságmérés, felbecsülhetetlen a pontosság és a kényelem az atomi arány mérésében; például az atom sugara, a kötési hossz és az elektromágneses spektrum hullámhossza.

Anders Ångström arcképe. Forrás:

Noha sok felhasználása során SI egységek oldják meg, például a nanométert és a pikométert, mégis érvényesek olyan területeken, mint például a kristályosítás és a molekuláris szerkezetek vizsgálata.

Történelem

Az egység kialakulása

Anders Jonas Ångström 1814. augusztus 13-án született Lödgo-ban, egy svéd városban, és Uppsala-ban (Svédország) 1874 június 21-én halt meg. Tudományos kutatásait a fizika és a csillagászat területén fejlesztette ki. A spektroszkópia kutatásának egyik úttörőjének tekintik.

Ångström megvizsgálta a hővezetést és az elektromos vezetőképesség és a hővezető képesség kapcsolatát.

A spektroszkópia segítségével képes volt megvizsgálni a különböző égi testek elektromágneses sugárzását, felfedezve, hogy a nap hidrogénből (és más elemekből áll, amelyek nukleáris reakciókon mennek keresztül).

Ångström a napspektrum feltérképezésének tartozik. Ezt a térképet olyan részletesen dolgozták ki, hogy ezer spektrumvonalat tartalmaz, amelyben egy új egységet használt: Å. Később az egység használata elterjedté vált, és a nevét annak a személynek nevezték el, aki bevezette.

1867-ben Ångström megvizsgálta az északi fény elektromágneses sugárzásának spektrumát, felfedezve egy fényes vonal jelenlétét a látható fény zöld-sárga részén.

1907-ben az Å meghatározta a kadmiumot kibocsátó vörös vonal hullámhosszát, amelynek értéke 6438,47 Å.

Látható spektrum

Ångström megfelelőnek tartotta az egység bevezetését, hogy kifejezze a napfény spektrumát alkotó különböző hullámhosszokat; különösen a látható fény területén.

Ha egy prizmán napsugár kerül, a felbukkanó fény folyamatos színskálára oszlik, ibolyattól vörösig; megy keresztül az indigóban, a zöld, a sárga és a narancs.

A színek a látható fényben jelenlévő különböző hosszúságok kifejezése, körülbelül 4000 Å és 7000 Å között.

Szivárvány megfigyelése esetén részletes lehet, hogy különböző színű. Ezek képviselik a látható fényt alkotó különböző hullámhosszakat, amelyeket a látható fényen áthaladó vízcseppek bontanak fel.

Bár a különböző hullámhosszúságú (λ) teszik ki a spektrum napfény vannak kifejezve,, a kifejezést a nanométer (nm) vagy millimikron egyenértékű 10 ^-9 m is elég gyakori.

Az Å és az SI

Noha az Å egységet számos kutatásban és publikációban használják tudományos folyóiratokban és tankönyvekben, nem szerepel a Nemzetközi Egységrendszerben (SI).

Az Å-vel együtt vannak más egységek is, amelyek nem szerepelnek az SI-ben; ezeket azonban továbbra is eltérő természetű, tudományos és kereskedelmi publikációkban használják.

Alkalmazások

Atomi sugarak

Az Å egység az atomok sugarainak méretének kifejezésére szolgál. Egy atom sugarat úgy kapjuk meg, hogy megmérjük a két folyamatos és azonos atom atommagjai közötti távolságot. Ez a távolság megegyezik 2 r-vel, tehát az atomi sugár (r) annak fele.

Az atomok sugara 1 Å körül oszlik, tehát kényelmes az egység használata. Ez minimalizálja azokat a hibákat, amelyeket más egységek használatával el lehet végezni, mivel nem szükséges 10-es teljesítményt használni negatív kitevőkkel vagy számokkal, nagy számú tizedes pontossággal.

Például a következő atom sugaraink angsztramokban vannak kifejezve:

-Chloro (Cl) atom atléta sugara 1 Å

-Lítium (Li), 1,52 Å

-Boro (B), 0,85 Å

-Szén (C), 0,77 Å

-Oxigén (O), 0,73 Å

-Foszfor (P), 1,10 Å

Kén (S), 1,03 Å

-Nitrogén (N), 0,75 Å;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Bróm (Br), 1,14 Å

-Jód (I), 1,33 Å.

Habár vannak kémiai elemek, amelyek atomi sugara meghaladja a 2 Å-t, köztük:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Stroncium (Sr) 2,15 Å

- cézium (Cs) 2,65 Å.

Pikométer vs Angstrom

A kémiai szövegekben szokásos, ha pikométerben (ppm) kifejezett atomsugarakat találnak, amelyek százszor kisebbek, mint egy angsztróma. A különbség egyszerűen megsokszorozza a fenti atomsugarakat 100-zal; például a szén atom sugara 0,77 Å vagy 770 ppm.

Szilárdtest kémia és fizika

Az Å-t arra is használják, hogy kifejezzék a molekula méretét és az atom síkjai közötti helyet a kristályszerkezetekben. Ennélfogva az Å szilárdtest fizikában, kémiában és kristálylográfiában használható.

Ezenkívül elektronmikroszkópiában használják a mikroszkopikus struktúrák méretének jelzésére.

krisztallográfia

Az Å egységet röntgenfelvételek alapjául szolgáló kristálylográfiás vizsgálatokban használják, mivel ezek hullámhossza 1 és 10 Å között van.

Az Å-t analitikai kémiában használják a pozitron kristályos tanulmányokban, mivel az összes kémiai kötés 1-6 Å tartományban van.

hullámhosszak

Az Å kifejezés az elektromágneses sugárzás hullámhosszainak (λ) kifejezésére szolgál, különösen a látható fény területén. Például a zöld szín 4770 Å hullámhossznak, a piros szín pedig 6 231 Å hullámhossznak felel meg.

Eközben az ultraibolya sugárzás, a látható fény közelében, 3543 Å hullámhossznak felel meg.

Az elektromágneses sugárzás több összetevőből áll, köztük: energia (E), frekvencia (f) és hullámhossz (λ). A hullámhossz fordítottan arányos az elektromágneses sugárzás energiájával és frekvenciájával.

Ezért minél hosszabb az elektromágneses sugárzás hullámhossza, annál alacsonyabb a frekvencia és az energia.

egyenértékűségek

Végül, az Å bizonyos ekvivalensei állnak rendelkezésre különböző egységekkel, amelyeket konverziós tényezőként lehet használni:

-10 ^-10 méter / Å

-10 ^-8 centiméter / Å

-10 ^-7 mm / Å

-10 ^-4 mikrométer (mikron) / Å.

-0,10 mm (nanométer) / Å.

-100 pikométer / Å.

Irodalom

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. december 05.). Angstrom meghatározás (fizika és kémia). Helyreállítva: gondolat.com
2. Wikipedia. (2019). Angstrom. Helyreállítva: es.wikipedia.org
3. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
4. A Kaliforniai Egyetem regensei. (tizenkilenc kilencvenhat) Elektromágneses spektrum. Helyreállítva: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Mi az angström (egység)? Helyreállítva: aqua-calc.com
6. Angstrom - az ember és az egység.. Helyreállítva: phycomp.technion.ac.il