ÁNGSTROM: ІСТОРІЯ, ВИКОРИСТАННЯ ТА ЕКВІВАЛЕНТИ - ХІМІЯ - 2026

Ангстрем є одиницею довжини, яка використовується , щоб висловити лінійне відстань між двома точками; особливо між двома атомними ядрами. Еквівалентно 10 ^-8 см або 10 ^-10 м, менше однієї мільярдної частини метра. Тому це одиниця, яка використовується для дуже малих розмірів. Він представлений буквою шведського алфавіту Å на честь фізика Андера Йонаса Ангстрьома (зображення внизу), який впровадив цю одиницю під час своїх досліджень.

Ангстрем знаходить застосування у різних галузях фізики та хімії. Будучи таким невеликим вимірюванням довжини, воно безцінне в точності та зручності в вимірах атомного відношення; наприклад, атомний радіус, довжина зв'язку та довжина хвилі електромагнітного спектру.

Портрет Андерса Енгстрьома. Джерело: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg.

Хоча в багатьох своїх сферах використання його відпускають одиниці СІ, такі як нанометр і пікометр, він все ще діє в таких областях, як кристалографія та дослідження молекулярних структур.

Історія

Виникнення єдності

Андерс Йонас Енгстрем народився в шведському місті Ледго 13 серпня 1814 р. І помер в Уппсалі (Швеція) 21 червня 1874 р. Розвивав свої наукові дослідження в галузі фізики та астрономії. Його вважають одним із піонерів у вивченні спектроскопії.

Ångström досліджував теплопровідність та зв'язок між електропровідністю та теплопровідністю.

За допомогою спектроскопії він зміг вивчити електромагнітне випромінювання різних небесних тіл, виявивши, що сонце створене з водню (та інших елементів, що зазнають ядерних реакцій).

Ангстрем повинен створити карту сонячного спектру. Ця карта була розроблена настільки докладно, що вона містить тисячу спектральних ліній, в яких він використав нову одиницю: Å. Згодом використання цього підрозділу набуло широкого поширення, його назвали на честь людини, яка його запровадила.

У 1867 р. Ångström дослідив спектр електромагнітного випромінювання від північного сяйва, виявивши наявність яскраво-зеленої лінії в золото-жовтому районі видимого світла.

У 1907 р. Å було використано для визначення довжини хвилі червоної лінії, що випромінює кадмій, її значення 6,438,47 Å.

Видимий спектр

Ångström вважав за зручне ввести пристрій для вираження різних довжин хвиль, що складають спектр сонячного світла; особливо в області видимого світла.

Коли промінь сонячного світла потрапляє на призму, виникає світло розбивається на суцільний спектр кольорів, починаючи від фіолетового до червоного; проходить через індиго, зелений, жовтий і помаранчевий.

Кольори - це вираз різної довжини, присутньої у видимому світлі, приблизно від 4000 Å до 7000 Å.

Коли спостерігається веселка, можна детально сказати, що вона складається з різних кольорів. Вони являють собою різні довжини хвиль, що складають видиме світло, яке розкладається краплями води, які проходять через видиме світло.

Хоча різні довжини хвиль (λ), що складають спектр сонячного світла, виражені в Å, їх вираження в нанометрах (нм) або мілімікрі, еквівалентних 10 ^-9 м , також досить поширене .

Å і СІ

Незважаючи на те, що підрозділ Å використовувався у численних дослідженнях та публікаціях у наукових журналах та підручниках, він не зареєстрований у Міжнародній системі одиниць (СІ).

Поряд з Å є й інші підрозділи, які не зареєстровані в СІ; однак вони продовжують використовуватись у публікаціях іншого характеру, наукових та комерційних.

Програми

Атомні радіуси

Одиниця Å використовується для вираження розмірності радіуса атомів. Радіус атома отримують шляхом вимірювання відстані між ядрами двох безперервних і однакових атомів. Ця відстань дорівнює 2 r, тому атомний радіус (r) - половина його.

Радіус атомів коливається навколо 1 Å, тому зручно використовувати одиницю. Це мінімізує помилки, які можуть бути зроблені при використанні інших одиниць, оскільки не потрібно використовувати потужності 10 з негативними показниками чи цифрами з великою кількістю десяткових знаків.

Наприклад, у нас є такі атомні радіуси, виражені в ангстремах:

-Хлор (Cl), має атомний радіус 1 Å

-Літій (Li), 1,52 Å

-Боро (В), 0,85 Å

-Вуглець (C), 0,77 Å

-Оксиген (O), 0,73 Å

-Фосфор (P), 1,10 Å

-Сірка (S), 1,03 Å

-Азот (N), 0,75 Å;

-Фтор (F), 0,72 Å

-Бром (Br), 1,14 Å

-Іод (I), 1,33 Å.

Хоча є хімічні елементи з атомним радіусом більше 2 Å, серед них:

-Рубідій (Rb) 2,48 Å

-Стронцій (Sr) 2,15 Å

-Цезій (Cs) 2,65 Å.

Пікометр проти Ангстрем

У текстах з хімії звичайно знаходити атомні радіуси, виражені пікометрами (ppm), які в сто разів менші, ніж ангстрем. Різниця полягає в тому, що просто помножити вищевказані атомні радіуси на 100; наприклад, атомний радіус вуглецю становить 0,77 Å або 770 ppm.

Хімія і фізика твердого тіла

Å також використовується для вираження розміру молекули та простору між площинами атома в кристалічних структурах. Через це Å використовується у фізиці твердого тіла, хімії та кристалографії.

Крім того, він використовується в електронній мікроскопії для позначення розмірів мікроскопічних структур.

Кристалографія

Одиниця Å використовується в дослідженнях кристалографії, які використовують в основі рентгенівські промені, оскільки вони мають довжину хвилі між 1 і 10 Å.

Å використовується в дослідженнях позитронної кристалографії в аналітичній хімії, оскільки всі хімічні зв’язки знаходяться в інтервалі від 1 до 6 Å.

Довжина хвиль

Å використовується для вираження довжин хвиль (λ) електромагнітного випромінювання, особливо в області видимого світла. Наприклад, зелений колір відповідає довжині хвилі 4770 Å, а червоний колір - довжина хвилі 6,231 Å.

Тим часом ультрафіолетове випромінювання, близьке до видимого світла, відповідає довжині хвилі 3543 Å.

Електромагнітне випромінювання має кілька компонентів, серед яких: енергія (E), частота (f) та довжина хвилі (λ). Довжина хвилі обернено пропорційна енергії та частоті електромагнітного випромінювання.

Тому чим довша довжина хвилі електромагнітного випромінювання, тим менша її частота та енергія.

Рівнозначення

Нарешті, деякі еквіваленти Å доступні з різними одиницями, які можна використовувати як коефіцієнти перетворення:

-10 ^-10 метр / Å

-10 ^-8 сантиметр / Å

-10 ^-7 мм / Å

-10 ^-4 мікрометра (мкм) / Å.

-0,10 міліметра (нанометр) / Å.

-100 пікометр / Å.

Список літератури

1. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (05 грудня 2018 р.). Визначення ангстрому (фізика та хімія). Відновлено з: thinkco.com
2. Вікіпедія. (2019). Ангстрем. Відновлено з: es.wikipedia.org
3. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання.
4. Регенти Каліфорнійського університету. (дев'ятнадцять дев'яносто шість). Електромагнітний спектр. Відновлено з: cse.ssl.berkeley.edu
5. ТОВ «AVCalc». (2019). Що таке ангстрем (одиниця). Відновлено з: aqua-calc.com
6. Ангстрем - Людина і одиниця. . Відновлено: phycomp.technion.ac.il