Bagaimana Membandingkan Ukuran Atom

Saat membandingkan atom dengan objek yang lebih besar -- dengan perbedaan ukuran yang besar -- urutan besarnya menunjukkan cara mengukur perbedaan ukuran. Urutan besarnya memungkinkan Anda untuk membandingkan nilai perkiraan objek yang sangat kecil, seperti massa atau diameter atom, dengan objek yang jauh lebih besar. Anda dapat menentukan urutan besarnya menggunakan notasi ilmiah untuk menyatakan pengukuran ini dan mengukur perbedaannya.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Untuk membandingkan ukuran atom besar dengan atom yang jauh lebih kecil, urutan besarnya memungkinkan Anda untuk mengukur perbedaan ukuran. Notasi ilmiah membantu Anda mengekspresikan pengukuran ini dan memberi nilai pada perbedaannya.

Diameter rata-rata atom adalah 0,1 hingga 0,5 nanometer. Satu meter berisi 1.000.000.000 nanometer. Satuan yang lebih kecil, seperti sentimeter dan milimeter, biasanya digunakan untuk mengukur benda kecil yang dapat ditampung di tangan Anda, masih jauh lebih besar daripada nanometer. Untuk membawa ini lebih jauh, ada 1.000.000 nanometer dalam milimeter dan 10.000.000 nanometer dalam sentimeter. Peneliti terkadang mengukur atom dalam ansgtom, unit yang setara dengan 10 nanometer. Kisaran ukuran atom adalah 1 sampai 5 angstrom. Satu angstrom sama dengan 1/10,000,000 atau 0,0000000001 m.

Sistem metrik memudahkan konversi antar satuan karena didasarkan pada pangkat 10. Setiap kekuatan 10 sama dengan satu urutan besarnya. Beberapa unit yang lebih umum untuk mengukur panjang atau jarak meliputi:

• Kilometer = 1000 m = 103 m
•  Meter = 1 m = 101 m
•  Sentimeter = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milimeter = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Mikrometer = 1/1.000.000 m = 0,000001 m = 10-6 m
•  Nanometer = 1/1.000.000.000 m = 0,000000001 m = 10-9 m
•  Angstrom = 1/10.000.000.000 m = 0.000000000001 m = 10-10 m

Nyatakan pangkat dari 10 menggunakan notasi ilmiah, di mana suatu bilangan, seperti a, dikalikan dengan 10 dipangkatkan dengan pangkat, n. Notasi ilmiah menggunakan pangkat eksponensial 10, di mana eksponen adalah bilangan bulat yang mewakili jumlah nol atau tempat desimal dalam suatu nilai, seperti: x 10n

Eksponen membuat bilangan besar dengan rangkaian nol yang panjang atau bilangan kecil dengan banyak tempat desimal jauh lebih mudah dikelola. Setelah mengukur dua benda dengan ukuran yang sangat berbeda dengan satuan yang sama, nyatakan pengukuran tersebut dalam notasi ilmiah untuk memudahkan membandingkannya dengan menentukan urutan besarnya antara keduanya angka. Hitung urutan besarnya antara dua nilai dengan mengurangkan perbedaan antara dua eksponennya.

Misalnya, diameter sebutir garam berukuran 1 mm dan bola bisbol berukuran 10 cm. Ketika dikonversi ke meter dan dinyatakan dalam notasi ilmiah, Anda dapat dengan mudah membandingkan pengukuran. Butir garam berukuran 1 x 10^-3 m dan bola bisbol berukuran 1 x 10^-1 m. Pengurangan -1 dari -3 menghasilkan urutan besarnya -2. Butir garam dua kali lipat lebih kecil dari bola bisbol.

Membandingkan ukuran atom dengan objek yang cukup besar untuk dilihat tanpa mikroskop membutuhkan urutan besarnya yang jauh lebih besar. Misalkan Anda membandingkan sebuah atom yang memiliki diameter 0,1 nm dengan baterai ukuran AAA yang memiliki diameter 1 cm. Mengonversi kedua satuan ke meter dan menggunakan notasi ilmiah, nyatakan pengukuran sebagai 10^-10 m dan 10^-1 m, masing-masing. Untuk menemukan perbedaan dalam urutan besarnya, kurangi eksponen -10 dari eksponen -1. Orde besarnya adalah -9, jadi diameter atom sembilan orde besarnya lebih kecil dari baterai. Dengan kata lain, satu miliar atom dapat berbaris melintasi diameter baterai.

Ketebalan selembar kertas adalah sekitar 100.000 nanometer atau 105 nm. Selembar kertas kira-kira enam kali lipat lebih tebal dari atom. Dalam contoh ini, setumpuk 1.000.000 atom akan memiliki ketebalan yang sama dengan selembar kertas.

Menggunakan aluminium sebagai contoh spesifik, atom aluminium memiliki diameter sekitar 0,18 nm dibandingkan dengan sepeser pun yang memiliki diameter sekitar 18 mm. Diameter sepeser pun delapan kali lipat lebih besar dari atom aluminium.

Untuk perspektif, bandingkan massa dua benda yang dapat diamati tanpa mikroskop dan juga dipisahkan oleh beberapa urutan besarnya, seperti massa paus biru dan lebah madu. Seekor paus biru memiliki berat sekitar 100 metrik ton, atau 10⁸ gram. Seekor lebah madu memiliki berat sekitar 100 mg, atau 10^-1 g. Paus itu sembilan kali lipat lebih besar dari lebah madu. Satu miliar lebah madu memiliki massa yang hampir sama dengan satu paus biru.