Mikroskopiska skalegenskaper, räknar partiklar, exempel

De Mikroskopisk skala Det är en som används för att mäta storlekar och längder som inte kan ses med blotta ögat och som är under millimeter i längd. Från högre till lägsta är de mikroskopiska skalorna i det metriska systemet:

- Millimetern (1 mm), som är den tionde av en centimeter eller den tusendel av en meter. I detta är det den skala vi har en av de största cellerna i kroppen, som är ägglossningen, vars storlek är 1,5 mm.

Figur 1. Röda blodkroppar är mikroskopiska skalceller. Källa: Pixabay

- Den tionde av en millimeter (0,1 mm). Detta är skalan på tjockleken eller diametern på mänskligt hår.

- Mikrometern eller Micra (1μm = 0,001 mm). På denna skala finns växt- och djurceller och bakterier.

Växtceller är i storleksordningen 100 um. Djurceller är tio gånger mindre, det är i storleksordningen 10μm; Medan bakterier är tio gånger mindre än djurceller och är i storleksordningen 1μm.

[TOC]

Nanometrisk skala

Det finns ännu mindre åtgärder än den mikroskopiska skalan, men som vanligtvis inte används förutom i vissa speciella sammanhang. Därefter kommer vi att se några av de viktigaste nanometriska åtgärderna:

- Nanometern (1 ηm = 0,001 μm = 0,000001 mm) är miljondelen för en millimeter. På denna skala finns några virus och molekyler. Virusen är i storleksordningen 10ηm och molekylerna i storleksordningen 1ηm.

- Angström (1å = 0,1ηm = 0,0001μm = 10^-7mm). Detta mått bildar atomskalan eller storleken.

- Fantometern (1FM = 0,00001å = 0,000001ηm = 10^-12mm). Detta är skalan på atomkärnorna, som är mellan 10 tusen och 100 tusen gånger mindre än atomen. Trots sin lilla storlek koncentrerar kärnan 99,99% av atommassan.

- Det finns skalor mindre till atomkärnan, eftersom dessa består av partiklar som protoner och neutroner. Men det finns fler: dessa partiklar utgörs i sin tur av mer grundläggande partiklar som kvarkar.

Instrument för mikroskopisk observation

När objekten är mellan millimeter och mikrometrisk skala (1 mm - 0,001 mm) kan de observeras med ett optiskt mikroskop.

Men om föremålen eller strukturerna är mellan nanometrarna och angströmmen, kommer elektroniska eller nanoskopmikroskop att krävas.

I elektronisk mikroskopi används istället för lätta elektroner med hög energi som har en mycket lägre våglängd än ljus. Nackdelen med det elektroniska mikroskopet är att det inte är möjligt.

Kan tjäna dig: magnetisk chock: enheter, formler, beräkning, exempel

Å andra sidan används laserljuset i nanoskopet, och det har fördelen jämfört med elektronisk mikroskopi som strukturerna och molekylerna kan ses och registreras inuti en levande cell.

Nanoteknologi är tekniken som kretsar, strukturer, delar och till och med motorer tillverkas på vågen som sträcker sig från nanometern till atomskalan.

Mikroskopiska egenskaper

I fysik studeras i ett första tillvägagångssätt för materia och system ur den makroskopiska synvinkeln. Från detta paradigm är saken ett oändligt delbart kontinuum; Och denna synvinkel är giltig och tillräcklig för många situationer i vardagen.

Vissa fenomen i den makroskopiska världen har emellertid bara förklaring om de mikroskopiska egenskaperna hos saken beaktas.

I den mikroskopiska synvinkeln beaktas sakens molekylära och atomstruktur. Till skillnad från det makroskopiska tillvägagångssättet finns det på denna skala en granulär struktur med hål och utrymmen mellan molekylerna, atomerna och till och med inom dessa.

Det andra kännetecknet för den mikroskopiska synvinkeln i fysiken är att en sak oavsett hur liten som är sammansatt av ett stort antal partiklar separerade från varandra och i kontinuerlig rörelse.

-Matter är en enorm tomhet

I en liten paj.

Det vill säga en bit materia på den mikroskopiska skalan är ett enormt tomrum med koncentrationer av atomer och kärnor som upptar en mycket liten del av den totala totala volymen. I detta avseende har den mikroskopiska skalan likhet med den astronomiska skalan.

Av makroskopiska föremål för upptäckten av atomen

De första kemikalierna, som var alkemisterna, insåg att materialen kunde vara av två typer: rena eller föreningar. Detta nådde idén om de kemiska elementen.

Det kan tjäna dig: tryckgradient: Vad är det och hur det beräknas

De första kemiska elementen upptäcktes var de sju metallerna av antiken: silver, guld, järn, bly, tenn, koppar och kvicksilver. Med tiden upptäcktes de mer i den utsträckning som ämnen hittades som inte kunde sönderdelas i andra.

Sedan klassificerades elementen enligt deras egenskaper och egenskaper i metaller och icke -metaller. Alla som hade liknande kemiska egenskaper och affinitet.

figur 2. Periodiska elementbord. Källa: Wikimedia Commons.

Från elementen gick det till idén om atomer, ett ord som betyder odelbart. En kort tid senare märkte forskarna att atomerna hade en struktur. Dessutom hade atomerna två typer av elektrisk laddning (positiv och negativ).

Subatomiska partiklar

I Rutherfords experiment där han bombade atomerna på en tunn guldplatta med alfapartiklar avslöjades atomens struktur: en liten positiv kärna omgiven av elektroner.

De fortsatte att bombardera atomerna hos fler och mer energiklar och fortfarande göras för att avslöja hemligheterna och egenskaperna hos den mikroskopiska världen allt mer i mindre skala.

På detta sätt nåddes standardmodellen, som konstaterar att de verkliga elementära partiklarna är de som atomerna är sammansatta. I sin tur ger atomer upphov till elementen, dessa till föreningarna och alla kända interaktioner (utom gravitation). Totalt finns det 12 partiklar.

Dessa grundläggande partiklar har också sin periodiska tabell. Det finns två grupper: de fermioniska spinnpartiklarna ½ och bosonic. Bosonic ansvarar för interaktioner. Fermionics är 12 och är de som ger upphov till protoner, neutroner och atomer.

Figur 3. Grundpartiklar. Källa: Wikimedia Commons.

Hur man räknar partiklar på mikroskopisk skala?

Med tiden upptäckte kemisterna de relativa massorna av elementen från exakta mätningar i kemiska reaktioner. Till exempel kan det fastställas att kol är 12 gånger tyngre än väte.

Det fastställdes också att väte är det lättaste elementet, så att detta element tilldelades den relativa massan 1.

Å andra sidan krävs kemikalier för att veta antalet partiklar som är involverade i en reaktion, så att ingen av reagensen saknas. Till exempel kräver en vattenmolekyl två väteatomer och ett syre.

Kan tjäna dig: böljande fenomen

Från denna bakgrund är begreppet mol född. En mol av alla ämnen är en fast mängd partiklar som motsvarar dess molekylära eller atommassa i gram. Således fastställdes att 12 gram kol har samma antal partiklar som 1 gram väte. Det numret kallas Avogadro -numret: 6.02 x 10^23 partiklar.

-Exempel 1 

Beräkna hur många guldatomer som finns i 1 gram guld.

Lösning 

Det är känt att guld har en atomvikt på 197. Dessa data finns i den periodiska tabellen och indikerar att en guldatom är 197 gånger tyngre än en av väte och 197/12 = 16 416 gånger tyngre än kol.

En guldmol har 6,02 × 10^23 atomer och har atomvikten uttryckt i gram, det vill säga 197 gram.

I ett gram guld finns 1/197 mol guld, det vill säga 6,02 × 10^23átomos/197 = 3,06 x10^23 guldatomer.

-Exempel 2

Bestäm antalet kalciumkarbonatmolekyler (Caco₃) att det finns i 150 gram av detta ämne. Säg också hur många kalciumatomer, hur många kol och hur många syre det finns i denna förening.

Lösning 

Det första är att bestämma molekylmassan för kalciumkarbonat. Den periodiska tabellen indikerar att kalcium har en molekylvikt av 40 g/mol, kol 12 g/mol och syre 16 g/mol.

Sedan molekylmassan av (Caco₃) vara:

40 g/mol + 12 g/mol + 3 x 16 g/mol = 100 g/mol

Varje 100 gram kalciumkarbonat är 1 mol. Sedan i 150 gram motsvarar 1,5 mol.

Varje mol av karbonat har 6,02 x 10^23 karbonatmolekyler, så i 1,5 mol karbonat finns det 9,03 x 10^23 molekyler.

Sammanfattande, i 150 gram kalciumkarbonat finns det:

- 9.03 x 10^23 kalciumkarbonatmolekyler.

- Kalciumatomer: 9,03 x 10^23 .

- Också 9.03 x 10^23 kolatomer

- Slutligen, 3 x 9,03 x 10^23 syreatomer = 27,09 x 10^23 syreatomer.

Referenser

1. Tillämpad biologi. Vilka är de mikroskopiska åtgärderna?. Återhämtat sig från: YouTube.com
2. Kemisk utbildning. Makroskopiska, submikroskopiska och symboliska representationer på materien. Återhämtat sig från: Scielo.org.mx.
3. Garcia a. Interaktiv fysikkurs. Makrostat, mikrostater. Temperatur, entropi. Hämtad från: SC.Ehu.är
4. Materiens mikroskopiska struktur. Återhämtat sig från: Alipso.com
5. Wikipedia. Mikroskopisk nivå. Återhämtat sig från: Wikipedia.com