ÁNGSTRÖM: HISTORIA, ANVÄNDNINGAR OCH EKVIVALENSER - KEMI - 2026

Den Ångström är en längdenhet som används för att uttrycka det linjära avståndet mellan två punkter; särskilt mellan två atomkärnor. Motsvarande med ^10-8 cm eller ^10-10 m, mindre än en miljarddels meter. Därför är det en enhet som används för mycket små dimensioner. Det representeras av det svenska alfabetet bokstaven Å, för att hedra fysikern Ander Jonas Ångström (nedre bild), som introducerade denna enhet under sin forskning.

Ångströmmen används inom olika områden inom fysik och kemi. Eftersom det är en så liten längdmätning är det ovärderligt när det gäller noggrannhet och bekvämlighet vid mätningar av atomförhållanden; såsom atomradie, bindningslängder och våglängder för det elektromagnetiska spektrumet.

Porträtt av Anders Ångström. Källa: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg.

Även om det i många av dess användningar förflyttas av SI-enheter, såsom nanometer och picometer, är det fortfarande giltigt inom områden som kristallografi och i studier av molekylstrukturer.

Historia

Enhetens uppkomst

Anders Jonas Ångström föddes den 13 augusti 1814 i Lödgo, en svensk stad, och dog i Uppsala (Sverige), 21 juni 1874. Han utvecklade sin vetenskapliga forskning inom fysik och astronomi. Han anses vara en av pionjärerna i studiet av spektroskopi.

Ångström undersökte värmeledning och förhållandet mellan elektrisk konduktivitet och värmeledningsförmåga.

Genom användning av spektroskopi kunde han studera den elektromagnetiska strålningen från olika himmelkroppar och upptäckte att solen var gjord av väte (och andra element som genomgick kärnreaktioner).

En Ångström kommer att producera en karta över solspektrumet. Denna karta utarbetades så detaljerat att den omfattar tusen spektrallinjer, där han använde en ny enhet: Å. Därefter blev användningen av denna enhet utbredd och fick sitt namn efter personen som introducerade den.

År 1867 undersökte Ångström spektrumet av elektromagnetisk strålning från norrskenet och upptäckte förekomsten av en ljus linje i det gröngula området med synligt ljus.

År 1907 användes Å för att definiera våglängden för en röd linje som avger kadmium, vars värde var 6.438,47 Å.

Synligt spektrum

Ångström ansåg det bekvämt att introducera enheten för att uttrycka de olika våglängderna som utgör solskenets spektrum; särskilt i området med synligt ljus.

När en solljusstråle inträffar på ett prisma, bryts det växande ljuset ned i ett kontinuerligt spektrum av färger, allt från violet till rött; går igenom indigo, grönt, gult och orange.

Färger är ett uttryck för de olika längderna som finns i synligt ljus, mellan ungefär 4 000 Å och 7 000 Å.

När en regnbåge observeras kan det detaljeras att den består av olika färger. Dessa representerar de olika våglängderna som utgör synligt ljus, som sönderdelas av vattendropparna som passerar genom det synliga ljuset.

Även om de olika våglängderna (A,) som utgör det spektrum av solljus uttrycks i Å, deras expression i nanometer (nm) eller millimikron motsvarande 10 ^-9 m är också ganska vanligt .

Å och SI

Även om enheten Å har använts i många undersökningar och publikationer i vetenskapliga tidskrifter och i läroböcker, är den inte registrerad i International System of Units (SI).

Tillsammans med Å finns det andra enheter som inte är registrerade i SI; de fortsätter dock att användas i publikationer av annan natur, vetenskapliga och kommersiella.

tillämpningar

Atomradier

Enheten Å används för att uttrycka dimensionen hos atomernas radie. En atoms radie erhålls genom att mäta avståndet mellan kärnorna i två kontinuerliga och identiska atomer. Detta avstånd är lika med 2 r, så atomradie (r) är hälften av det.

Atomernas radie svänger runt 1 Å, så det är bekvämt att använda enheten. Detta minimerar de fel som kan göras med användning av andra enheter, eftersom det inte är nödvändigt att använda krafter på 10 med negativa exponenter eller siffror med ett stort antal decimaler.

Till exempel har vi följande atomradier uttryckta i ångström:

-Chloro (Cl), har en atomradie på 1 Å

-Lithium (Li), 1,52 Å

-Boro (B), 0,85 Å

-Carbon (C), 0,77 Å

-Oxygen (O), 0,73 Å

-Fosfor (P), 1,10 Å

-Sulfur (S), 1,03 Å

Kväve (N), 0,75 Å;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Bromo (Br), 1,14 Å

-Jod (I), 1,33 Å.

Även om det finns kemiska element med en atomradie större än 2 Å, bland dem:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Strontium (Sr) 2,15 Å

-Cesium (Cs) 2,65 Å.

Picometer vs Angström

Det är vanligt i kemitexter att hitta atomradier uttryckta i picometrar (ppm), som är hundra gånger mindre än en ångström. Skillnaden är helt enkelt att multiplicera ovanstående atomradier med 100; till exempel är kolens radie 0,77 Å eller 770 ppm.

Solid State-kemi och fysik

Å används också för att uttrycka storleken på en molekyl och utrymmet mellan atomens plan i kristallstrukturer. På grund av detta används Å i fysik i fast tillstånd, kemi och kristallografi.

Vidare används den i elektronmikroskopi för att indikera storleken på mikroskopiska strukturer.

kristallografi

Enheten Å används i kristallografistudier som använder röntgenstrålar som bas, eftersom dessa har en våglängd mellan 1 och 10 Å.

Å används i positronkristallografistudier i analytisk kemi, eftersom alla kemiska bindningar ligger i intervallet 1 till 6 Å.

våglängder

Å används för att uttrycka våglängderna (λ) för elektromagnetisk strålning, särskilt i området för synligt ljus. Till exempel motsvarar färgen grön en våglängd på 4 770 Å och färgen röd en våglängd av 6 231 Å.

Under tiden motsvarar ultraviolett strålning, nära synligt ljus, en våglängd på 3.543 Å.

Elektromagnetisk strålning har flera komponenter, inklusive: energi (E), frekvens (f) och våglängd (λ). Våglängden är omvänt proportionell mot energin och frekvensen för elektromagnetisk strålning.

Därför, ju längre våglängden för elektromagnetisk strålning är, desto lägre är frekvensen och energin.

Likvärdiga

Slutligen finns vissa ekvivalenser av Å med olika enheter, som kan användas som omvandlingsfaktorer:

-10 ^-10 meter / Å

-10 ^-8 centimeter / Å

-10 ^-7 mm / Å

-10 ^-4 mikrometer (mikron) / Å.

-0,10 millimicra (nanometer) / Å.

-100 picometer / Å.

referenser

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 december 2018). Angström Definition (Fysik och kemi). Återställd från: thoughtco.com
2. Wikipedia. (2019). Ångström. Återställd från: es.wikipedia.org
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
4. Regents of University of California. (nitton nittiosex). Elektromagnetiskt spektrum. Återställd från: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Vad är angstrom (enhet). Återställd från: aqua-calc.com
6. Angström - Mannen och enheten. . Återställd från: phycomp.technion.ac.il