Ángstrom

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El ángstrom (símbolo Å)[1]​ es una unidad de longitud empleada principalmente para expresar longitudes de onda, distancias moleculares y atómicas, etc. Se representa por la letra Å.

Es una unidad de medida equivalente a la diezmilmillonésima parte del metro: 0,000 000 000 1 metros. En un centímetro caben cien millones de ángstroms.

Su nombre proviene del físico sueco Anders Jonas Ångström.

1 Å = 1 × 10–10 m = 0,1 nm

El angstrom se utiliza a menudo en las ciencias naturales y la tecnología para expresar tamaños de átomos, moléculas, estructuras biológicas microscópicas y longitudes de enlace químicos, disposición de los átomos en los cristales,[2][3]longitud de onda de la radiación electromagnética, y las dimensiones de las piezas del circuito integrado. Los radios atómicos (covalentes) de fósforo, azufre y cloro son de aproximadamente 1 angstrom, mientras que el del hidrógeno es de aproximadamente 0,5 angstroms. La luz visible tiene longitudes de onda en el rango de 4000–7000 Å.

A finales del siglo XIX, los espectroscopistas adoptaron el 10-10 de un metro como unidad conveniente para expresar las longitudes de onda de las líneas espectraless características (componentes monocromáticas del espectro de emisión) de los elementos químicos. Sin embargo, pronto se dieron cuenta de que la definición del metro de la época, basada en un artefacto material, no era lo suficientemente precisa para su trabajo. Así que, en torno a 1907, definieron su propia unidad de longitud, a la que llamaron "Ångström", basada en la longitud de onda de una línea espectral específica.[4]​ No fue hasta 1960, cuando se redefinió el metro de la misma manera, que el angstrom volvió a ser igual al 10-10 metro.

Aunque es una fracción de potencia decimal del metro, el angstrom nunca formó parte del sistema de unidades del SI,[5][6]​ y ha sido sustituido cada vez más por el nanómetro o el picómetro. Hasta 2019 figuraba como unidad compatible tanto por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) como por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) de Estados Unidos,[7][8]​pero no se menciona en la 9ª edición del documento oficial del SI, el "Folleto del BIPM" (2019)[5]​ o en la versión del NIST del mismo.[6]

La 8.ª edición del folleto del BIPM (2006)[7]​ y la guía 811 del NIST (2008)[8]​ utilizaba la grafía ångström, con letras suecas; sin embargo, esta forma es poco frecuente en los textos en español. Algunos diccionarios populares de EE.UU. sólo recogen la grafía angstrom.

El símbolo aceptado es "Å", independientemente de cómo se escriba la unidad.[9][10]​ Sin embargo, la "A" se utiliza a menudo en contextos menos formales o en medios tipográficos limitados.

Historia[editar]

Retrato de Anders Ångström

En 1868, el físico sueco Anders Jonas Ångström creó un cuadro del espectro de la luz solar, en el que expresaba las longitudes de onda de la radiación electromagnética en el espectro electromagnético en múltiplos de una diezmillonésima de milímetro (o 10−7 de mm).[11][12]​ El gráfico y la tabla de longitudes de onda del espectro solar de Ångström se utilizaron ampliamente en la comunidad de física solar, que adoptó la unidad y la nombró en su honor. Posteriormente se extendió a los campos de la espectroscopia astronómica, la espectroscopia atómica, y luego a otras ciencias que se ocupan de las estructuras a escala atómica.

Aunque se pretendía que correspondiera a 10-10 metros, esa definición no era lo suficientemente precisa para los trabajos de espectroscopia. Hasta 1960, el metro se definía como la distancia entre dos rayas en una barra de aleación de platino-iridio, conservada en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) de París en un entorno cuidadosamente controlado. La confianza en ese material estándar había conducido a un error inicial de aproximadamente una parte en 6000 en las longitudes de onda tabuladas. Ångström tomó la precaución de hacer cotejar la barra patrón que utilizaba con un patrón de París, pero el metrólogo Henri Tresca informó de que era tan incorrecta que los resultados corregidos de Ångström tenían más errores que los no corregidos.[13]

En 1892-1895, Albert A. Michelson y Jean-René Benoît, trabajando en el BIPM con un equipo especialmente desarrollado, determinaron que la longitud del metro patrón internacional era igual a 1553163. 5 veces la longitud de onda de la línea roja del espectro de emisión del vapor de cadmio excitado eléctricamente.[14]​ En 1907, la Unión Internacional para la Cooperación en Investigaciones Solares (que posteriormente se convirtió en la International Astronomical Union) defiíó al angstrom internacional como exactamente 1/6438.4696 de la longitud de onda de dicha línea (en aire seco a 15 °C (escala de hidrógeno) y una presión de 760 mmHg para un valor de la aceleración de gravedad de 9.8067 m/s2). [15]​.

Esta definición fue aprobada en la 7ª Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) en 1927, pero la definición material del metro se mantuvo hasta 1960. [16]​ Desde 1927 hasta 1960, el angstrom siguió siendo una unidad de longitud secundaria para su uso en espectroscopia, definida por separado del metro. En 1960, el propio metro se redefinió en términos espectroscópicos, lo que permitió redefinir el angstrom como exactamente 0,1 nanómetros.

Aunque todavía se utiliza ampliamente en física y química, el angstrom no es una parte formal del Sistema Internacional de Unidades (SI). La unidad más cercana del SI es el nanómetro (10−9 m). El Comité Internacional de Pesas y Medidas desaconsejó oficialmente su uso, y ni siquiera lo menciona en la 9ª edición de la norma oficial (2019). El angstrom tampoco está incluido en las Catálogo de unidades de medida de la Unión Europea que pueden utilizarse en su mercado interior.[17]

Angstrom asterisco[editar]

Tras la redefinición del metro en términos espectroscópicos, el Angstrom se redefinió formalmente como 0,1 nanómetros. Sin embargo, durante un tiempo se pensó que era necesaria una unidad separada de tamaño comparable definida directamente en términos espectroscópicos. En 1965, J.A. Bearden definió el Angstrom asterisco (símbolo: Å*) como 0,202901 veces la longitud de onda de la línea de .[18][19]​ Esta unidad auxiliar pretendía tener una precisión de 5 partes por millón de la versión derivada del nuevo metro. Al cabo de diez años, la unidad se había considerado tanto insuficiente (con precisiones más cercanas a las 15 partes por millón) como obsoleta debido a los equipos de medición de mayor precisión.[20]

Otras equivalencias[editar]

Unidad ángstrom en una vista panorámica

Un milímetro contiene diez millones de ángstroms.

  • 1 Å = 0,0001 µm, es decir, la diezmilésima parte de un micrómetro.
  • 1 Å = 0,1 nm, es decir, la décima parte de un nanómetro.
  • 1 Å = 100 pm, es decir, cien veces un picómetro.

El ángstrom y el sistema internacional de medidas[editar]

Ejemplo sobre cómo los radios atómicos teóricos calculados en ángstroms se trazan como una función del número atómico.

El ángstrom no es una unidad del sistema internacional de medidas. Sin embargo, está considerada como una de las unidades útiles para responder a necesidades específicas de ciertos campos científicos técnicos. La publicación El Sistema Internacional de Unidades (SI) de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, editado por el Centro Español de Metrología, disponible electrónicamente, la incluye en la Tabla 8 (Otras unidades no pertenecientes al SI), y dice:[21]

El ángstrom se utiliza ampliamente en la cristalografía de positrones en química analítica porque todos los enlaces químicos se encuentran en el rango de 1 a 6 ángstroms. Sin embargo, el ángstrom no ha sido sancionado oficialmente por el CIPM ni por la CGPM.

y sobre su uso advierte que ciertas unidades no pertenecientes al SI aún aparecen en publicaciones científicas, técnicas y comerciales y que continuarán en uso durante muchos años. Sin embargo, también señala que los científicos deben tener la libertad de utilizar a veces dichas unidades si lo consideraran conveniente, aunque la inclusión de tales unidades en sus textos no implica la recomendación de su uso.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Símbolos o signos no alfabetizables en el diccionario panhispánico de dudas
  2. Arturas Vailionis (2015): "Geometría de los cristales]" Diapositivas de la conferencia MatSci162_172, Geometría; Universidad de Stanford. archivado en 2015-03-19
  3. «ICSD». Archivado desde el original el 30 de julio de 2014. Consultado el 30 de enero de 2015. 
  4. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas oxdic2
  5. a b Bureau international des poids et measures (2019): Le système international d'unités, folleto completo, 9ª edición.
  6. a b NIST (2019): Special Publication 330: The International System of Units (SI) 2019 Edition.
  7. a b Plantilla:SIBrochure8th
  8. a b Ambler Thompson y Barry N. Taylor (2009): "B.8 Factores para las unidades listadas alfabéticamente". Guía del SI del NIST, Institutos Nacionales de Normas y Tecnología. Consultado el 2019-03-02
  9. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas oxdic
  10. Webster's Encyclopedic Unabridged Dictionary of the English Language. Portland House, 1989
  11. Ångström, A.J. (1868). Recherches sur le spectre solaire [Investigaciones del espectro solar] (en francés). Upsala, Suecia: W. Schultz.  La edición de 1869 (impresa por Ferdinand Dümmler en Berlín) contiene bocetos del espectro solar.
  12. «Una breve historia (incompleta) de la luz y los espectros». ChemTeam. 
  13. Brand, John C. D. (1995). Lines of Light: Sources of Dispersive Spectroscopy, 1800-1930. CRC Press. p. 47. ISBN 9782884491631. 
  14. Michelson, Albert A.; Benoît, Jean-René, tr. (1895). «Détermination expérimentale de la valeur du mètre en longueurs d'ondes lumineuses» [Determinación experimental del valor del metro en términos de longitudes de ondas luminosas]. Travaux et Mémoires du Bureau International des Poids et Mesures (en francés) 11: 1-85.  Traducido de la pag p. 85,: "... la conclusión final de este trabajo es que la unidad fundamental del sistema métrico queda representada por los siguientes números de longitud de onda de tres emisiones de cadmio, en aire a 15 °C y presión de 760 mm: Emisión roja … 1 m = 1553163,5λR ... It follows that the wavelengths of these emissions, always at 15 °C and at 760 mm, are (averages of three determinations): λR = 0,64384722μ" (donde [1 μ = 10-6 m ]"
  15. Benoît, Jean-René; Fabry, Charles; y Pérot, Alfred; " Nouvelle Détermination du mètre en longueurs d'ondes lumineuses " ["Una nueva determinación del metro en términos de la longitud de onda de la luz"], Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences, vol. 144, 21 de mayo de 1907, p. 1082-1086
  16. Comptes rendus de la 7me réunion de la Conférence générale des poids et mesures [Actas de la 7ma reunión de la Conferencia General de pesos y medidas] (en francés), Paris, 1927, pp. 85-88, archivado desde bipm.org/utils/common/pdf/CGPM/CGPM7.pdf#page=87&zoom=auto,-18,777 el original el 18 de noviembre de 2018 .
  17. El Consejo de las Comunidades Europeas (27 de mayo de 2009). «Directiva 80/181/CEE del Consejo, de 20 de diciembre de 1979, relativa a la aproximación de las legislaciones de los Estados miembros sobre la unidad de medida y por la que se deroga la Directiva 71/354/CEE». Consultado el 23 de septiembre de 2011. 
  18. J. A. Bearden. Selection of the W Kα₁ as the X-Ray Wavelength Standard. Physical Review 2nd series, volumen 137, nº 2B, páginas 455B - B461 (1965).
  19. «Valor de los datos: Estrella de Angstrom». 6 de febrero de 2022. 
  20. Curtis, I.; Morgan, I.; Hart, M.; Milne, A.D. (August 1971), «A New Determination of Avogadro's Number», en Langenberg, D. N.; Taylor, B.N., eds., Proceedings of the International Congress on Precision Measurement and Fundamental Constants 343, National Bureau of Standards, p. 285 .
  21. Centro Español de Metrología (2008). «Sistema Internacional de Unidades SI» (2.ª edición). Archivado desde el original el 26 de junio de 2012. Consultado el 15 de mayo de 2011. 

Enlaces externos[editar]