Como comparar o tamanho de um átomo

Ao comparar átomos a objetos maiores - com uma grande disparidade de tamanho - as ordens de magnitude mostram como quantificar as diferenças de tamanho. Ordens de magnitude permitem que você compare o valor aproximado de um objeto extremamente pequeno, como a massa ou o diâmetro de um átomo, com um objeto muito maior. Você pode determinar a ordem de magnitude usando notação científica para expressar essas medidas e quantificar as diferenças.

TL; DR (muito longo; Não li)

Para comparar o tamanho de um átomo grande com um átomo muito menor, as ordens de magnitude permitem quantificar as diferenças de tamanho. As notações científicas ajudam a expressar essas medidas e atribuir um valor às diferenças.

O diâmetro médio de um átomo é de 0,1 a 0,5 nanômetros. Um medidor contém 1.000.000.000 de nanômetros. Unidades menores, como centímetros e milímetros, normalmente usadas para medir pequenos objetos que cabem na sua mão, ainda são muito maiores do que um nanômetro. Para levar isso adiante, existem 1.000.000 nanômetros em um milímetro e 10.000.000 nanômetros em um centímetro. Os pesquisadores às vezes medem átomos em ansgtoms, uma unidade que equivale a 10 nanômetros. A faixa de tamanho dos átomos é de 1 a 5 angstroms. Um angstrom é igual a 1 / 10.000.000 ou 0,0000000001 m.

O sistema métrico facilita a conversão entre unidades porque é baseado em potências de 10. Cada potência de 10 é igual a uma ordem de magnitude. Algumas das unidades mais comuns para medir comprimento ou distância incluem:

• Quilômetro = 1000 m = 103 m
•  Medidor = 1 m = 101 m
•  Centímetro = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
•  Milímetro = 1/1000 m = 0,001 m = 10-3 m
•  Micrômetro = 1 / 1.000.000 m = 0,000001 m = 10-6 m
•  Nanômetro = 1 / 1.000.000.000 m = 0,000000001 m = 10-9 m
•  Angstrom = 1 / 10.000.000.000 m = 0,00000000001 m = 10-10 m

Expresse potências de 10 usando notação científica, onde um número, como a, é multiplicado por 10 elevado por um expoente, n. A notação científica usa as potências exponenciais de 10, em que o expoente é um número inteiro que representa o número de zeros ou casas decimais em um valor, como: a x 10n

O expoente torna muito mais gerenciáveis ​​grandes números com uma longa série de zeros ou pequenos números com muitas casas decimais. Depois de medir dois objetos de tamanhos muito diferentes com a mesma unidade, expresse as medidas em notação científica para tornar mais fácil compará-los, determinando a ordem de magnitude entre os dois números. Calcule a ordem de magnitude entre dois valores subtraindo a diferença entre seus dois expoentes.

Por exemplo, o diâmetro de um grão de sal mede 1 mm e uma bola de beisebol mede 10 cm. Quando convertido para metros e expresso em notação científica, você pode comparar facilmente as medições. O grão de sal mede 1 x 10^-3 meo beisebol mede 1 x 10^-1 m. Subtraindo -1 de -3 resulta em uma ordem de magnitude de -2. O grão de sal é duas ordens de magnitude menor que a bola de beisebol.

Comparar o tamanho de um átomo com objetos grandes o suficiente para ver sem um microscópio requer ordens de magnitude muito maiores. Suponha que você compare um átomo com diâmetro de 0,1 nm com uma bateria tamanho AAA com diâmetro de 1 cm. Convertendo ambas as unidades em metros e usando notação científica, expresse as medidas como 10^-10 me 10^-1 m, respectivamente. Para encontrar a diferença nas ordens de magnitude, subtraia o expoente -10 do expoente -1. A ordem de magnitude é -9, então o diâmetro do átomo é nove ordens de magnitude menor que a bateria. Em outras palavras, um bilhão de átomos podem se alinhar ao longo do diâmetro da bateria.

A espessura de uma folha de papel é de cerca de 100.000 nanômetros ou 105 nm. Uma folha de papel tem cerca de seis ordens de magnitude mais grossa do que um átomo. Neste exemplo, uma pilha de 1.000.000 de átomos teria a mesma espessura de uma folha de papel.

Usando o alumínio como exemplo específico, um átomo de alumínio tem um diâmetro de cerca de 0,18 nm em comparação com uma moeda que tem um diâmetro de cerca de 18 mm. O diâmetro da moeda é oito ordens de magnitude maior do que o átomo de alumínio.

Para uma perspectiva, compare as massas de dois objetos que podem ser observados sem um microscópio e também são separados por várias ordens de magnitude, como a massa de uma baleia azul e uma abelha. Uma baleia azul pesa cerca de 100 toneladas métricas, ou 10⁸ gramas. Uma abelha pesa cerca de 100 mg, ou 10^-1 g. A baleia tem nove ordens de magnitude a mais do que a abelha. Um bilhão de abelhas têm aproximadamente a mesma massa de uma baleia azul.