ÁNGSTROM: GESCHICHTE, VERWENDUNG UND ÄQUIVALENZEN - CHEMIE - 2025

Der Angström ist eine Längeneinheit, die verwendet wird, um den linearen Abstand zwischen zwei Punkten auszudrücken. insbesondere zwischen zwei Atomkernen. Entspricht 10 ^-8 cm oder 10 ^-10 m, weniger als ein Milliardstel Meter. Daher ist es eine Einheit, die für sehr kleine Abmessungen verwendet wird. Es wird durch den schwedischen Buchstaben Å zu Ehren des Physikers Ander Jonas Ångström (Bild unten) dargestellt, der diese Einheit im Verlauf seiner Forschung eingeführt hat.

Der Angstrom findet Verwendung in verschiedenen Bereichen der Physik und Chemie. Da es sich um ein so kleines Längenmaß handelt, ist es von unschätzbarem Wert für Genauigkeit und Zweckmäßigkeit bei Messungen des Atomverhältnisses. wie Atomradius, Bindungslängen und Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums.

Porträt von Anders Ångström. Quelle: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg.

Obwohl es in vielen seiner Anwendungen durch SI-Einheiten wie Nanometer und Pikometer verbannt wird, ist es in Bereichen wie der Kristallographie und bei der Untersuchung molekularer Strukturen immer noch gültig.

Geschichte

Entstehung der Einheit

Anders Jonas Ångström wurde am 13. August 1814 in Lödgo, einer schwedischen Stadt, geboren und starb am 21. Juni 1874 in Uppsala (Schweden). Er entwickelte seine wissenschaftlichen Forschungen auf dem Gebiet der Physik und Astronomie. Er gilt als einer der Pioniere in der Erforschung der Spektroskopie.

Ångström untersuchte die Wärmeleitung und den Zusammenhang zwischen elektrischer Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit.

Mithilfe der Spektroskopie konnte er die elektromagnetische Strahlung verschiedener Himmelskörper untersuchen und dabei feststellen, dass die Sonne aus Wasserstoff (und anderen Elementen, die Kernreaktionen durchlaufen) besteht.

Ein Ångström soll eine Karte des Sonnenspektrums erstellen. Diese Karte wurde so detailliert ausgearbeitet, dass sie tausend Spektrallinien umfasst, in denen er eine neue Einheit verwendete: Å. In der Folge verbreitete sich die Verwendung dieses Geräts und wurde nach der Person benannt, die es eingeführt hatte.

1867 untersuchte Ångström das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung des Nordlichts und entdeckte das Vorhandensein einer hellen Linie im grün-gelben Bereich des sichtbaren Lichts.

1907 wurde Å verwendet, um die Wellenlänge einer roten Linie zu definieren, die Cadmium emittiert. Ihr Wert betrug 6.438,47 Å.

Sichtbares Spektrum

Ångström hielt es für zweckmäßig, das Gerät einzuführen, um die verschiedenen Wellenlängen auszudrücken, aus denen das Spektrum des Sonnenlichts besteht. vor allem im Bereich des sichtbaren Lichts.

Wenn ein Sonnenstrahl auf ein Prisma fällt, wird das austretende Licht in ein kontinuierliches Farbspektrum zerlegt, das von violett bis rot reicht. durch Indigo, Grün, Gelb und Orange gehen.

Farben sind Ausdruck der unterschiedlichen Längen im sichtbaren Licht zwischen ungefähr 4.000 Å und 7.000 Å.

Wenn ein Regenbogen beobachtet wird, kann detailliert angegeben werden, dass er aus verschiedenen Farben besteht. Diese repräsentieren die verschiedenen Wellenlängen, aus denen sichtbares Licht besteht, das durch die Wassertropfen, die durch das sichtbare Licht gelangen, zersetzt wird.

Obwohl die verschiedenen Wellenlängen (λ), aus denen das Spektrum des Sonnenlichts besteht, in Å ausgedrückt werden, ist ihre Expression in Nanometern (nm) oder Millimikron, die 10 bis ⁹ m entsprechen, ebenfalls recht häufig .

Das Å und das SI

Obwohl die Einheit Å in zahlreichen Untersuchungen und Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und Lehrbüchern verwendet wurde, ist sie nicht im Internationalen Einheitensystem (SI) registriert.

Neben Å gibt es weitere Einheiten, die nicht im SI registriert sind. Sie werden jedoch weiterhin in wissenschaftlichen und kommerziellen Veröffentlichungen anderer Art verwendet.

Anwendungen

Atomradien

Die Einheit Å wird verwendet, um die Dimension des Radius der Atome auszudrücken. Der Radius eines Atoms wird durch Messen des Abstands zwischen den Kernen zweier kontinuierlicher und identischer Atome erhalten. Dieser Abstand ist gleich 2 r, der Atomradius (r) ist also die Hälfte davon.

Der Radius der Atome schwingt um 1 Å, so dass die Verwendung von Einheit zweckmäßig ist. Dies minimiert die Fehler, die bei der Verwendung anderer Einheiten auftreten können, da es nicht erforderlich ist, Zehnerpotenzen mit negativen Exponenten oder Zahlen mit einer großen Anzahl von Dezimalstellen zu verwenden.

Zum Beispiel haben wir die folgenden Atomradien, ausgedrückt in Angström:

-Chloro (Cl) hat einen Atomradius von 1 Å

-Lithium (Li), 1,52 Å

-Boro (B), 0,85 Å

-Kohlenstoff (C), 0,77 Å

-Sauerstoff (O), 0,73 Å

-Phosphor (P), 1,10 Å

-Schwefel (S), 1,03 Å

-Nitrogen (N), 0,75 Å;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Bromo (Br), 1,14 Å

-Iod (I), 1,33 Å.

Obwohl es chemische Elemente mit einem Atomradius von mehr als 2 Å gibt, darunter:

-Rubidium (Rb) 2,48 Å

-Strontium (Sr) 2,15 Å

-Cäsium (Cs) 2,65 Å.

Picometer gegen Angstrom

In Chemietexten ist es üblich, Atomradien in Pikometern (ppm) zu finden, die hundertmal kleiner als ein Angström sind. Der Unterschied besteht einfach darin, die obigen Atomradien mit 100 zu multiplizieren; Beispielsweise beträgt der Atomradius von Kohlenstoff 0,77 Å oder 770 ppm.

Festkörperchemie und -physik

Å wird auch verwendet, um die Größe eines Moleküls und den Raum zwischen den Ebenen eines Atoms in Kristallstrukturen auszudrücken. Aus diesem Grund wird Å in der Festkörperphysik, Chemie und Kristallographie verwendet.

Darüber hinaus wird es in der Elektronenmikroskopie verwendet, um die Größe mikroskopischer Strukturen anzuzeigen.

Kristallographie

Die Einheit Å wird in Kristallographiestudien verwendet, die Röntgenstrahlen als Grundlage verwenden, da diese eine Wellenlänge zwischen 1 und 10 Å haben.

Das Å wird in Positronenkristallographie-Studien in der analytischen Chemie verwendet, da alle chemischen Bindungen im Bereich von 1 bis 6 Å liegen.

Wellenlängen

Das Å wird verwendet, um die Wellenlängen (λ) elektromagnetischer Strahlung auszudrücken, insbesondere im Bereich des sichtbaren Lichts. Beispielsweise entspricht die Farbe Grün einer Wellenlänge von 4.770 Å und die Farbe Rot einer Wellenlänge von 6.231 Å.

Währenddessen entspricht ultraviolette Strahlung nahe dem sichtbaren Licht einer Wellenlänge von 3.543 Å.

Elektromagnetische Strahlung besteht aus mehreren Komponenten, darunter: Energie (E), Frequenz (f) und Wellenlänge (λ). Die Wellenlänge ist umgekehrt proportional zur Energie und Frequenz elektromagnetischer Strahlung.

Je länger die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung ist, desto geringer ist daher ihre Frequenz und Energie.

Äquivalenzen

Schließlich sind einige Äquivalenzen von Å mit verschiedenen Einheiten verfügbar, die als Umrechnungsfaktoren verwendet werden können:

-10 ^-10 Meter / Å

-10 ^-8 Zentimeter / Å

-10 ^-7 mm / Å

-10 ^-4 Mikrometer (Mikron) / Å.

-0,10 Millimikra (Nanometer) / Å.

-100 Pikometer / Å.

Verweise

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05. Dezember 2018). Angström-Definition (Physik und Chemie). Wiederhergestellt von :oughtco.com
2. Wikipedia. (2019). Angstrom. Wiederhergestellt von: es.wikipedia.org
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.
4. Die Regenten der University of California. (neunzehnhundertsechsundneunzig). Elektromagnetisches Spektrum. Wiederhergestellt von: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). Was ist Angström (Einheit). Wiederhergestellt von: aqua-calc.com
6. Angstrom - Der Mann und die Einheit. . Wiederhergestellt von: phycomp.technion.ac.il