ÁNGSTROM: التاريخ والاستخدامات والمعادلات - كيمياء - 2026

و انجستروم هو وحدة الطول الذي يستخدم للتعبير عن المسافة الخطية بين نقطتين. خاصة بين نواتين ذريتين. ما يعادل 10 ^-8 سم أو ^10-10 م ، أي أقل من واحد من المليار من المتر. لذلك ، فهي وحدة تستخدم لأبعاد صغيرة جدًا. يتم تمثيلها بالحرف الأبجدي السويدي Å ، تكريما للفيزيائي أندير جوناس أنجستروم (الصورة السفلية) ، الذي قدم هذه الوحدة في سياق بحثه.

يستخدم الأنجستروم في مجالات مختلفة من الفيزياء والكيمياء. لكونه قياسًا صغيرًا للطول ، فإنه لا يقدر بثمن من حيث الدقة والملاءمة في قياسات النسبة الذرية ؛ مثل نصف القطر الذري وأطوال الروابط وأطوال موجات الطيف الكهرومغناطيسي.

صورة لأندرس أنجستروم. المصدر:

على الرغم من أنه في العديد من استخداماته يتم إبعاده عن طريق وحدات SI ، مثل النانومتر والبيكومتر ، إلا أنه لا يزال صالحًا في مجالات مثل علم البلورات ، وفي دراسات الهياكل الجزيئية.

التاريخ

ظهور الوحدة

ولد أندرس جوناس أنجستروم في مدينة لودجو السويدية في 13 أغسطس 1814 وتوفي في أوبسالا (السويد) في 21 يونيو 1874. طور أبحاثه العلمية في مجال الفيزياء وعلم الفلك. يعتبر من الرواد في دراسة التحليل الطيفي.

حقق أنجستروم في التوصيل الحراري والعلاقة بين التوصيل الكهربائي والتوصيل الحراري.

من خلال استخدام التحليل الطيفي ، كان قادرًا على دراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي من مختلف الأجرام السماوية ، واكتشاف أن الشمس مكونة من الهيدروجين (وعناصر أخرى تخضع لتفاعلات نووية).

من المقرر أن ينتج أنجستروم خريطة للطيف الشمسي. تم تفصيل هذه الخريطة بمثل هذا التفصيل بحيث تضم ألف خط طيفي ، استخدم فيها وحدة جديدة: Å. بعد ذلك ، انتشر استخدام هذه الوحدة على نطاق واسع ، حيث سميت باسم الشخص الذي قدمها.

في عام 1867 ، فحص أنجستروم طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي من الأضواء الشمالية ، واكتشف وجود خط لامع في المنطقة الخضراء الصفراء للضوء المرئي.

في عام 1907 ، تم استخدام Å لتحديد الطول الموجي لخط أحمر ينبعث منه الكادميوم ، وقيمته هي 6438.47 Å.

الطيف المرئي

اعتبر أنجستروم أنه من الملائم إدخال الوحدة للتعبير عن الأطوال الموجية المختلفة التي تشكل طيف ضوء الشمس ؛ خاصة في منطقة الضوء المرئي.

عندما يسقط شعاع من ضوء الشمس على منشور ، ينقسم الضوء الناشئ إلى طيف مستمر من الألوان ، يتراوح من البنفسجي إلى الأحمر ؛ يمر بالنيلي والأخضر والأصفر والبرتقالي.

الألوان هي تعبير عن الأطوال المختلفة الموجودة في الضوء المرئي ، بين 4000 Å و 7000 Å تقريبًا.

عند ملاحظة قوس قزح ، يمكن تفصيل أنه مكون من ألوان مختلفة. تمثل هذه الأطوال الموجية المختلفة التي يتكون منها الضوء المرئي ، والتي تتحلل بواسطة قطرات الماء التي تمر عبر الضوء المرئي.

على الرغم من أن يتم التعبير عن أطوال موجية مختلفة (λ) التي تشكل الطيف من أشعة الشمس في Å، التعبير عنها في نانومتر (نانومتر) أو millimicrons أي ما يعادل 10 ^-9 م هي أيضا شائعة جدا.

Å و SI

على الرغم من استخدام الوحدة Å في العديد من التحقيقات والمنشورات في المجلات العلمية والكتب المدرسية ، إلا أنها غير مسجلة في النظام الدولي للوحدات (SI).

إلى جانب Å ، هناك وحدات أخرى غير مسجلة في SI ؛ ومع ذلك ، يستمر استخدامها في المنشورات ذات الطبيعة المختلفة ، العلمية والتجارية.

التطبيقات

نصف القطر الذري

تُستخدم الوحدة Å للتعبير عن أبعاد نصف قطر الذرات. يتم الحصول على نصف قطر الذرة عن طريق قياس المسافة بين نوى ذرتين متصلتين ومتطابقتين. هذه المسافة تساوي 2 r ، وبالتالي فإن نصف القطر الذري (r) نصفه.

يتذبذب نصف قطر الذرات حول 1 ، لذلك من الملائم استخدام الوحدة. هذا يقلل من الأخطاء التي يمكن أن تحدث عند استخدام الوحدات الأخرى ، لأنه ليس من الضروري استخدام قوى 10 مع الأس السالب أو الأرقام مع عدد كبير من المنازل العشرية.

على سبيل المثال ، لدينا نصف القطر الذري التالي معبرًا عنه بالأنجستروم:

- كلورو (Cl) نصف قطره الذري 1 Å

-ليثيوم (لي) ، 1.52 Å

- بورو (م) ، 0.85 سنت

-كربون (ج) ، 0.77 Å

-أوكسجين (O) ، 0.73 Å

-الفوسفور (P) ، 1.10 Å

-الكبريت (S) ، 1.03 Å

-نيتروجين (N) ، 0.75 Å ؛

-فلورين (F) ، 0.72 Å

-برومو (Br) ، 1.14 Å

- اليود (I) ، 1.33 Å.

على الرغم من وجود عناصر كيميائية نصف قطر ذري أكبر من 2 Å ، من بينها:

-الروبيديوم (Rb) 2.48 Å

-سترونسيوم (ريال) 2.15 Å

- السيزيوم 2.65 Å.

بيكومتر مقابل أنجستروم

من المعتاد في نصوص الكيمياء العثور على نصف قطر ذري معبرًا عنه بالبيومتر (جزء في المليون) ، وهو أصغر بمئة مرة من الأنجستروم. الفرق هو ببساطة ضرب نصف القطر الذري أعلاه في 100 ؛ على سبيل المثال ، نصف القطر الذري للكربون هو 0.77 أو 770 جزء في المليون.

كيمياء وفيزياء الحالة الصلبة

Å يستخدم أيضًا للتعبير عن حجم الجزيء والمسافة بين مستويات الذرة في الهياكل البلورية. لهذا السبب ، يتم استخدام Å في فيزياء الحالة الصلبة والكيمياء وعلم البلورات.

علاوة على ذلك ، يتم استخدامه في المجهر الإلكتروني للإشارة إلى حجم الهياكل المجهرية.

علم البلورات

تُستخدم الوحدة في دراسات علم البلورات التي تستخدم الأشعة السينية كأساس ، حيث يتراوح طولها الموجي بين 1 و 10 Å.

يتم استخدام Å في دراسات علم البلورات البوزيترونية في الكيمياء التحليلية ، حيث أن جميع الروابط الكيميائية تتراوح من 1 إلى 6 Å.

أطوال موجية

يتم استخدام Å للتعبير عن الأطوال الموجية (λ) للإشعاع الكهرومغناطيسي ، خاصة في منطقة الضوء المرئي. على سبيل المثال ، اللون الأخضر يتوافق مع الطول الموجي 4،770 Å ، واللون الأحمر الطول الموجي 6،231 Å.

وفي الوقت نفسه ، فإن الأشعة فوق البنفسجية ، القريبة من الضوء المرئي ، تتوافق مع طول موجي يبلغ 3543 Å.

للإشعاع الكهرومغناطيسي عدة مكونات ، منها: الطاقة (E) ، التردد (f) ، والطول الموجي (λ). يتناسب الطول الموجي عكسياً مع طاقة وتواتر الإشعاع الكهرومغناطيسي.

لذلك ، كلما زاد الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي ، انخفض تردده وطاقته.

المعادلات

أخيرًا ، تتوفر بعض معادلات Å بوحدات مختلفة ، والتي يمكن استخدامها كعوامل تحويل:

-10 ^-10 متر / Å

-10 ^-8 سنتيمتر / Å

-10 ^-7 ملم / Å

-10 ^-4 ميكرومتر (ميكرون) /.

-0.10 ملليمتر (نانومتر) / Å.

-100 بيكومتر / Å.

المراجع

1. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (05 ديسمبر 2018). تعريف أنجستروم (الفيزياء والكيمياء). تم الاسترجاع من: thinkco.com
2. ويكيبيديا. (2019). انجستروم. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org
3. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء. (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
4. حكام جامعة كاليفورنيا. (تسعة وتسعون وستة وتسعون). المجال الكهرومغناطيسي. تم الاسترجاع من: cse.ssl.berkeley.edu
5. AVCalc LLC. (2019). ما هي أنجستروم (وحدة). تم الاسترجاع من: aqua-calc.com
6. أنجستروم - الرجل والوحدة.. تم الاسترجاع من: phycomp.technion.ac.il