- història
- Sorgiment de la unitat
- espectre visible
- El Å i el SI
- usos
- radis atòmics
- Picòmetre vs àngstrom
- Química i física de l'estat sòlid
- cristal·lografia
- Longituds d'ona
- equivalències
- referències
L' àngstrom és una unitat de longitud que serveix per expressar la distància lineal entre dos punts; sobretot, entre dos nuclis atòmics. Equival a 10 -8 cm o 10 -10 m, menys de la mil milionèsima part d'un metre. Per tant, és una unitat utilitzada per dimensions molt petites. Ve representada per la lletra de l'alfabet suec Å, en honor de l'físic Ander Jonas Ångström (imatge inferior), qui va introduir aquesta unitat en el curs de les seves investigacions.
L'àngstrom troba ús en diversos camps de la física i química. A l'ésser una mesura de longitud tan petita, resulta d'inavaluable exactitud i comoditat en els mesuraments de proporcions atòmiques; tals com el radi atòmic, les longituds d'enllaç, i les longituds d'ona de l'espectre electromagnètic.
Retrat d'Anders Ångström. Font:
Tot i que en molts dels seus usos és relegada per unitats de l'SI, com el nanòmetre i picòmetre, encara està vigent en àrees com ara la cristal·lografia, i en els estudis de les estructures moleculars.
història
Sorgiment de la unitat
Anders Jonas Ångström va néixer a Lödgo, localitat sueca, el 13 d'agost de 1814, i va morir a Uppsala (Suècia), el 21 de juny de 1874. Va desenvolupar la seva investigació científica en el camp de la física i de l'astronomia. Se'l considera un dels pioners en l'estudi de l'espectroscòpia.
Ångström va investigar la conducció de la calor i la relació entre la conductivitat elèctrica i la conductivitat tèrmica.
Mitjançant l'ús de l'espectroscòpia, va poder estudiar les radiacions electromagnètiques de diferents cossos celestes, descobrint que el sol estava fet d'hidrogen (i altres elements patint reaccions nuclears).
A Ångström se li deu la elaboració d'un mapa de l'espectre solar. Aquest mapa va ser elaborat amb tal detall que comprèn un miler de línies espectrals, en el qual va emprar una nova unitat: Å. Posteriorment, l'ús d'aquesta unitat es va generalitzar, nomenant en honor de la persona que la va introduir.
En l'any de 1867, Ångström va examinar l'espectre de les radiacions electromagnètiques de les aurores boreals, descobrint la presència d'una línia brillant a la regió verd-groga de la llum visible.
El 1907, es va usar el Å per definir la longitud d'ona d'una línia vermella que emet el cadmi, sent el seu valor de 6.438,47 Å.
espectre visible
Ångström va considerar convenient la introducció de la unitat per expressar les diferents longituds d'ona que componen l'espectre de la llum solar; especialment, el de la regió de la llum visible.
Quan es fa incidir un raig de llum solar sobre un prisma, la llum emergent es descompon en un espectre continu de colors, que va des del violeta fins al vermell; passant pel indi, el verd, groc i ataronjat.
Els colors són una expressió de les diferents longituds presents en la llum visible, compreses aproximadament entre 4.000 Å i 7.000 Å.
Quan s'observa un arc de sant Martí, es pot detallar que està compost per diferents colors. Aquests representen les diferents longituds d'ona que formen la llum visible, sent aquesta descomposta per les gotes d'aigua que travessa la llum visible.
Tot i que les diferents longituds d'ona (λ) que formen l'espectre de la llum solar s'expressen en Å, també és força comú la seva expressió en nanòmetres (nm) o milimicras que equivalen a 10 -9 m.
El Å i el SI
Tot i que s'ha fet servir la unitat Å en nombroses investigacions i publicacions de les revistes científiques i en llibres de textos, no apareix registrada en el Sistema Internacional d'Unitats (SI).
Juntament amb el Å, hi ha altres unitats, que no apareixen registrades en el SI; però, segueixen sent utilitzades en publicacions de diferent índole, científiques i comercials.
usos
radis atòmics
La unitat Å és utilitzada per expressar la dimensió de el radi dels àtoms. El radi d'un àtom és obtingut, mesurant la distància entre els nuclis de dos àtoms continus i idèntics. Aquesta distància és igual a 2 r, de manera que el radi atòmic (r) és la meitat d'ella.
El radi dels àtoms oscil·la al voltant d'1 Å, per la qual cosa és convenient l'ús de la unitat. Això minimitza els errors que es puguin cometre amb l'ús d'altres unitats, ja que no cal utilitzar potències de 10 amb exponents negatius o de xifres amb gran quantitat de decimals.
Per exemple, es compta amb els següents radis atòmics expressats en àngstroms:
-Cloro (Cl), té un radi atòmic d'1 Å
-Litio (Li), 1,52 Å
-Boro (B), 0,85 Å
-Carbono (C), 0,77 Å
-Oxígeno (O), 0,73 Å
-Fósforo (P), 1,10 Å
-Azufre (S), 1,03 Å
-Nitrogen (N), 0,75 Å;
-Flúor (F), 0,72 Å
-Bromo (Br), 1,14 Å
-Yodo (I), 1,33 Å.
Encara que existeixen elements químics amb un radi atòmic major a 2 Å, entre ells:
-Rubidio (Rb) 2,48 Å
-Estroncio (Sr) 2,15 Å
-Cesio (Cs) 2.65 Å.
Picòmetre vs àngstrom
És usual en els textos de química trobar els radis atòmics expressats en picòmetres (ppm), els quals són cent vegades més petits que un àngstrom. La diferència està simplement en multiplicar per 100 els radis atòmics anteriors; per exemple, el radi atòmic de l'carboni és 0,77 Å o 770 ppm.
Química i física de l'estat sòlid
També s'usa el Å per expressar la mida d'una molècula i l'espai entre els plans d'un àtom en les estructures cristal·lines. A causa d'això el Å és usat en la física dels estats sòlids, química i cristal·lografia.
A més, és utilitzat en la microscòpia electrònica per assenyalar la mida de les estructures microscòpiques.
cristal·lografia
La unitat Å s'empra en els estudis de cristal·lografia que utilitzen com a base els raigs X, ja que aquests tenen una longitud d'ona compresa entre 1 i 10 Å.
El Å s'utilitza en els estudis de cristal·lografia dels positrons en la química analítica, ja que tots els enllaços químics es troben en la gamma d'1 a 6 Å.
Longituds d'ona
El Å és utilitzat per expressar les longituds d'ona (λ) de les radiacions electromagnètiques, especialment de la regió de la llum visible. Per exemple, a la color verd li correspon una longitud d'ona de 4.770 Å, i a l'color vermell una longitud d'ona de 6.231 Å.
Mentrestant, la radiació ultraviolada, propera a la llum visible, li correspon una longitud d'ona de 3.543 Å.
Les radiacions electromagnètiques tenen diversos components, entre ells: energia (E), freqüència (f) i longitud d'ona (λ). La longitud d'ona és inversament proporcional a l'energia ia la freqüència de la radiació electromagnètica.
Per tant, mentre més gran sigui la longitud d'ona d'una radiació electromagnètica menor serà la seva freqüència i la seva energia.
equivalències
Per finalitzar, es té a disposició unes equivalències de l'Å amb diferents unitats, les quals poden utilitzar-se com factors de conversió:
-10 -10 metre / Å
-10 -8 centímetre / Å
-10 -7 mil·límetre / Å
-10 -4 micròmetre (micra) / Å.
-0,10 milimicra (nanòmetre) / Å.
-100 picòmetre / Å.
referències
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 de desembre del 2018). Angstrom Definition (Physics and Chemistry). Recuperat de: thoughtco.com
- Wikipedia. (2019). Àngstrom. Recuperat de: es.wikipedia.org
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
- The Regents of the University of Califòrnia. (1996). Electromagnetic spectrum. Recuperat de: cse.ssl.berkeley.edu
- AVCalc LLC. (2019). Què és el angstrom (unit). Recuperat de: aqua-calc.com
- Angstrom - The man and the unit.. Recuperat de: phycomp.technion.ac.il