Ángstrom: história, usos e equivalências

O angstrom é uma unidade de comprimento que serve para expressar a distância linear entre dois pontos; especialmente entre dois núcleos atômicos. É equivalente a 10 -8 cm ou 10 -10 m, menos de um bilionésimo de metro. Portanto, é uma unidade usada para dimensões muito pequenas.É representada pela letra do alfabeto sueco Å, em homenagem ao físico Ander Jonas Ångström (imagem inferior), que introduziu essa unidade no curso de suas investigações.

Angstrom encontra uso em vários campos da física e da química. Sendo uma medição de comprimento tão pequena, resulta em precisão e conveniência inestimáveis ​​em medições de proporções atômicas; como o raio atômico, os comprimentos do link e os comprimentos de onda do espectro eletromagnético.

Ángstrom: história, usos e equivalências 1

Retrato de Anders Ångström. Fonte: http://www.angstrom.uu.se/bilder/anders.jpg [Domínio público].

Embora em muitos de seus usos seja relegado por unidades de SI, como o nanômetro e o picômetro, ainda está em vigor em áreas como a cristalografia e em estudos de estruturas moleculares.

História

Surgimento da unidade

Anders Jonas Ångström nasceu em Lödgo, uma cidade sueca, em 13 de agosto de 1814, e morreu em Uppsala (Suécia), em 21 de junho de 1874. Ele desenvolveu sua pesquisa científica no campo da física e da astronomia. Ele é considerado um dos pioneiros no estudo da espectroscopia.

Ångström investigou a condução de calor e a relação entre condutividade elétrica e condutividade térmica.

Através do uso da espectroscopia, ele foi capaz de estudar a radiação eletromagnética de diferentes corpos celestes, descobrindo que o sol era feito de hidrogênio (e outros elementos submetidos a reações nucleares).

Ångström deve desenvolver um mapa do espectro solar. Este mapa foi elaborado com tanto detalhe que compreende mil linhas espectrais, nas quais utilizou uma nova unidade: Å. Posteriormente, o uso desta unidade tornou-se generalizado, nomeando-se em homenagem à pessoa que a introduziu.

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Em 1867, Ångström examinou o espectro da radiação eletromagnética das luzes do norte, descobrindo a presença de uma linha brilhante na região verde-amarela da luz visível.

Em 1907, Å foi usado para definir o comprimento de onda de uma linha vermelha que emite cádmio, cujo valor é 6.438,47 Å.

Espectro visível

Ångström considerou conveniente introduzir a unidade para expressar os diferentes comprimentos de onda que compõem o espectro da luz solar; especialmente a região da luz visível.

Quando um raio de luz solar é atingido em um prisma, a luz emergente se decompõe em um espectro contínuo de cores, variando de violeta a vermelho; passando por índigo, verde, amarelo e laranja.

As cores são uma expressão dos diferentes comprimentos presentes na luz visível, aproximadamente entre 4.000 Å e 7.000 Å.

Quando um arco-íris é observado, pode ser detalhado que ele é composto de cores diferentes. Estes representam os diferentes comprimentos de onda que formam a luz visível, sendo decompostos pelas gotas de água que passam através da luz visível.

Embora os diferentes comprimentos de onda (λ) que compõem o espectro da luz solar sejam expressos em Å, sua expressão em nanômetros (nm) ou milimicros equivalentes a 10 -9 m também é bastante comum .

Å e SI

Embora a unidade Å tenha sido usada em inúmeras investigações e publicações de revistas científicas e em livros didáticos, ela não está registrada no Sistema Internacional de Unidades (SI).

Juntamente com Å, existem outras unidades que não estão registradas no SI; no entanto, eles ainda são usados ​​em publicações de diferentes tipos, científicas e comerciais.

Usos

Raios atômicos

A unidade Å é usada para expressar a dimensão do raio dos átomos. O raio de um átomo é obtido, medindo a distância entre os núcleos de dois átomos contínuos e idênticos. Esta distância é igual a 2 r, então o raio atômico (r) é metade dela.

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O raio dos átomos oscila em torno de 1 Å, por isso é conveniente usar a unidade. Isso minimiza os erros que podem ser cometidos com o uso de outras unidades, pois não é necessário usar potências de 10 com expoentes negativos ou figuras com grande número de casas decimais.

Por exemplo, existem os seguintes raios atômicos expressos em angstroms:

-Cloro (Cl), tem um raio atômico de 1 Å

-Lítio (Li), 1,52 Å

-Boro (B), 0,85 Å

-Carbono (C), 0,77 Å

-Oxigênio (O), 0,73 Å

-Pósforo (P), 1,10 Å

-Sulfur (S), 1,03 Å

-Nitrogênio (N), 0,75 Å;

-Fluor (F), 0,72 Å

-Bromo (Br), 1,14 Å

-Iodo (I), 1,33 À.

Embora existam elementos químicos com raio atômico maior que 2 Å, incluindo:

-Rubídio (Rb) 2,48 Å

– Estrôncio (Sr) 2,15 Å

-Césio (Cs) 2,65 Å.

Picometer vs angstrom

É comum nos textos de química encontrar os raios atômicos expressos em picômetros (ppm), que são cem vezes menores que um angstrom. A diferença é simplesmente multiplicar por 100 os raios atômicos anteriores; por exemplo, o raio atômico do carbono é 0,77 Å ou 770 ppm.

Química e física do estado sólido

Å também é usado para expressar o tamanho de uma molécula e o espaço entre os planos de um átomo nas estruturas cristalinas. Por esse motivo, Å é usado em física de estado sólido, química e cristalografia.

Além disso, é usado em microscopia eletrônica para indicar o tamanho das estruturas microscópicas.

Cristalografia

A unidade Å é usada em estudos de cristalografia que usam raios X como base, uma vez que eles têm um comprimento de onda entre 1 e 10 Å.

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Å é usado em estudos de cristalografia de pósitrons em química analítica, uma vez que todas as ligações químicas estão na faixa de 1 a 6 Å.

Comprimentos de onda

Å é usado para expressar os comprimentos de onda (λ) da radiação eletromagnética, especialmente a região da luz visível. Por exemplo, a cor verde corresponde a um comprimento de onda de 4.770 Å e a cor vermelha corresponde a um comprimento de onda de 6.231 Å.

Enquanto isso, a radiação ultravioleta, próxima à luz visível, corresponde a um comprimento de onda de 3.543 Å.

A radiação eletromagnética possui vários componentes, incluindo: energia (E), frequência (f) e comprimento de onda (λ). O comprimento de onda é inversamente proporcional à energia e frequência da radiação eletromagnética.

Portanto, quanto maior o comprimento de onda de uma radiação eletromagnética, menor sua frequência e energia.

Equivalências

Finalmente, estão disponíveis equivalências de Å com diferentes unidades, que podem ser usadas como fatores de conversão:

-10 -10 metros / A

-10 -8 centímetros / Å

-10 -7 mm / Å

-10 -4 micrômetro (mícron) / Å.

-0,10 milímetro (nanômetro) / Å.

-100 picômetro / Å.

Referências

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 de dezembro de 2018). Definição de Angstrom (Física e Química). Recuperado de: thoughtco.com
  2. Wikipedia (2019). Angstrom. Recuperado de: en.wikipedia.org
  3. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE.
  4. Os regentes da Universidade da Califórnia. (1996). Espectro eletromagnético Recuperado de: cse.ssl.berkeley.edu
  5. AVCalc LLC. (2019). O que é angstrom (unidade). Recuperado de: aqua-calc.com
  6. Angstrom – O homem e a unidade. [PDF]. Recuperado de: phycomp.technion.ac.il

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