Ángstrom: história, usos e equivalências - Ciência - 2023

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Ángstrom: história, usos e equivalências - Ciência
Ángstrom: história, usos e equivalências - Ciência

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o Angstrom é uma unidade de comprimento usada para expressar a distância linear entre dois pontos; especialmente entre dois núcleos atômicos. É igual a 10-8 cm ou 10-10 m, menos de um bilionésimo de um 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.

Apesar de em muitos de seus usos ele ser relegado por unidades SI, como o nanômetro e o picômetro, ele 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).

A Ångström deve um mapa do espectro solar. Este mapa foi feito com tantos detalhes que compreende mil linhas espectrais, nas quais ele usou uma nova unidade: Å. Posteriormente, o uso desse aparelho se generalizou, batizado em homenagem a quem o introduziu.


No ano de 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 a introdução da unidade para expressar os diferentes comprimentos de onda que compõem o espectro da luz solar; especialmente aquela da região da luz visível.

Quando um raio de sol 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.

Ao observar um arco-íris, pode-se detalhar que ele é composto por cores diferentes. Eles representam os diferentes comprimentos de onda que compõem 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, também é bastante comum expressá-los em nanômetros (nm) ou milimicras que são equivalentes a 10-9 m.

O Å e o SI

Embora a unidade Å tenha sido usada em inúmeras investigações e publicações em periódicos científicos 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 utilizados 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, já que não é necessário usar potências de 10 com expoentes negativos ou algarismos com grande número de casas 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 está simplesmente em multiplicar por 100 os raios atômicos anteriores; por exemplo, o raio atômico do carbono é 0,77 Å ou 770 ppm.

Química e física de estado sólido

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

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.

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

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

-10-10 medidor / Å

-10-8 centímetro / Å

-10-7 MMA

-10-4 micrômetro (mícron) / Å.

-0,10 milimicra (nanômetro) / Å.

-100 picômetro / Å.

Referências

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 de dezembro de 2018). Definição de Angstrom (Física e Química). Recuperado de: Thoughtco.com
  2. Wikipedia. (2019). Angstrom. Recuperado de: es.wikipedia.org
  3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
  4. Os regentes da Universidade da Califórnia. (mil novecentos e noventa e seis). Espectro eletromagnético. Recuperado de: cse.ssl.berkeley.edu
  5. AVCalc LLC. (2019). O que é angstrom (unidade). Recuperado de: aqua-calc.com
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