- História
- Surgimento da unidade
- Espectro visível
- O Å e o SI
- Formulários
- Raios atômicos
- Picômetro vs Angstrom
- Química e física de estado sólido
- Cristalografia
- Comprimentos de onda
- Equivalências
- Referências
O angstrom é uma unidade de comprimento usada para expressar a distância linear entre dois pontos; especialmente entre dois núcleos atômicos. 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 representado pela letra do alfabeto sueco Å, em homenagem ao físico Ander Jonas Ångström (imagem inferior), que introduziu esta unidade no decorrer de sua pesquisa.
O angstrom é usado em vários campos da física e da química. Sendo uma medida de comprimento tão pequeno, é inestimável em precisão e conveniência em medições de razão atômica; como raio atômico, comprimentos de ligação e comprimentos de onda do espectro eletromagnético.
Retrato de Anders Ångström. Fonte:
Embora em muitos de seus usos seja relegado por unidades SI, como o nanômetro e o picômetro, ainda é válido em áreas como cristalografia e no estudo 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. Desenvolveu suas pesquisas científicas na área de física e astronomia. Ele é considerado um dos pioneiros no estudo da espectroscopia.
Ångström investigou a condução de calor e a relação entre a condutividade elétrica e a condutividade térmica.
Por meio 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).
Um Ångström deve produzir um mapa do espectro solar. Este mapa foi elaborado com tantos detalhes que compreende mil linhas espectrais, nas quais ele usou uma nova unidade: Å. Posteriormente, o uso desse aparelho se generalizou, recebendo o nome de quem o introduziu.
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, seu valor sendo 6.438,47 Å.
Espectro visível
Ångström considerou conveniente apresentar a unidade para expressar os diferentes comprimentos de onda que compõem o espectro da luz solar; especialmente na região da luz visível.
Quando um raio de luz solar incide sobre um prisma, a luz emergente é dividida em um espectro contínuo de cores, variando do violeta ao vermelho; passando por índigo, verde, amarelo e laranja.
As cores são uma expressão dos diferentes comprimentos presentes na luz visível, entre aproximadamente 4.000 Å e 7.000 Å.
Quando um arco-íris é observado, pode-se detalhar que ele é composto de cores diferentes. Eles representam os diferentes comprimentos de onda que constituem a luz visível, que é decomposta pelas gotas de água que passam pela 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 milimícrons equivalentes a 10 -9 m também é bastante comum.
O Å e o SI
Embora a unidade Å tenha sido usada em várias investigações e publicações em revistas científicas e em livros didáticos, ela não está registrada no Sistema Internacional de Unidades (SI).
Junto com Å, existem outras unidades, que não são registradas no SI; no entanto, continuam a ser usados em publicações de natureza diversa, científica e comercial.
Formulários
Raios atômicos
A unidade Å é usada para expressar a dimensão do raio dos átomos. O raio de um átomo é obtido medindo-se a distância entre os núcleos de dois átomos contínuos e idênticos. Essa distância é igual a 2 r, então o raio atômico (r) é a metade dela.
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 algarismos com grande número de decimais.
Por exemplo, temos 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
-Carbon (C), 0,77 Å
-Oxigênio (O), 0,73 Å
-Fósforo (P), 1,10 Å
-Sulfur (S), 1,03 Å
-Nitrogênio (N), 0,75 Å;
-Fluorino (F), 0,72 Å
-Bromo (Br), 1,14 Å
-Iodo (I), 1,33 Å.
Embora existam elementos químicos com raio atômico maior que 2 Å, entre eles:
-Rubídio (Rb) 2,48 Å
-Strôncio (Sr) 2,15 Å
-Césio (Cs) 2,65 Å.
Picômetro vs Angstrom
É comum em textos de química encontrar raios atômicos expressos em picômetros (ppm), que são cem vezes menores que um angstrom. A diferença é simplesmente multiplicar os raios atômicos acima por 100; por exemplo, o raio atômico do carbono é 0,77 Å ou 770 ppm.
Química e física de estado sólido
Å também é usado para expressar o tamanho de uma molécula e o espaço entre os planos de um átomo em estruturas cristalinas. Por causa disso, Å é usado em física, química e cristalografia de estado sólido.
Além disso, é usado em microscopia eletrônica para indicar o tamanho de estruturas microscópicas.
Cristalografia
A unidade Å é usada em estudos de cristalografia que usam os raios X como base, uma vez que estes possuem comprimento de onda entre 1 e 10 Å.
O Å é usado em estudos de cristalografia de pósitrons em química analítica, pois todas as ligações químicas estão na faixa de 1 a 6 Å.
Comprimentos de onda
O Å é usado para expressar os comprimentos de onda (λ) da radiação eletromagnética, especialmente na região da luz visível. Por exemplo, a cor verde corresponde a um comprimento de onda de 4.770 Å e a cor vermelha 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 tem 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 da radiação eletromagnética, menor sua frequência e energia.
Equivalências
Finalmente, algumas equivalências de Å estão disponíveis com unidades diferentes, que podem ser usadas como fatores de conversão:
-10 -10 metros / Å
-10 -8 centímetro / Å
-10 -7 mm / Å
-10 -4 micrômetro (mícron) / Å.
-0,10 milimicra (nanômetro) / Å.
-100 picômetro / Å.
Referências
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 de dezembro de 2018). Definição de Angstrom (Física e Química). Recuperado de: Thoughtco.com
- Wikipedia. (2019). Angstrom. Recuperado de: es.wikipedia.org
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
- Os regentes da Universidade da Califórnia. (mil novecentos e noventa e seis). Espectro eletromagnético. Recuperado de: cse.ssl.berkeley.edu
- AVCalc LLC. (2019). O que é angstrom (unidade). Recuperado de: aqua-calc.com
- Angstrom - O homem e a unidade.. Recuperado de: phycomp.technion.ac.il