Mikroskopische Skaleneigenschaften, Zählerpartikel, Beispiele

Der Mikroskopische Skala Es wird verwendet, um die Größen und Längen zu messen, die nicht mit dem bloßen Auge gesehen werden können und die unter dem Millimeter lang sind. Von höher als dem niedrigsten sind die mikroskopischen Skalen im metrischen System::

- Der Millimeter (1 mm), der zehntes Zentimeter oder der tausendste Meter ist. Darin ist es die Skala, die wir eine der größten Zellen im Körper haben, nämlich die Eizelle, deren Größe 1,5 mm beträgt.

Abbildung 1. Rote Blutkörperchen sind mikroskopische Maßstäben. Quelle: Pixabay

- Das Zehntel Millimeter (0,1 mm). Dies ist die Skala der Dicke oder des Durchmessers des menschlichen Haares.

- Das Mikrometer oder Micra (1 μm = 0,001 mm). In dieser Ebene befinden sich Pflanzen- und Tierzellen und Bakterien.

Pflanzenzellen sind in der Größenordnung von 100 μm. Tierzellen sind zehnmal gering, es liegt in der Größenordnung von 10 μm; Während Bakterien 10 -mal weniger sind als tierische Zellen und in der Größenordnung von 1 & mgr; m.

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Nanometrische Skala

Es gibt noch kleinere Maßnahmen als die mikroskopische Skala, die jedoch normalerweise nur in einigen speziellen Kontexten verwendet werden. Als nächstes werden wir einige der wichtigsten nanometrischen Maßnahmen sehen:

- Der Nanometer (1 ηm = 0,001 μm = 0,000001 mm) ist der Millionstel eines Millimeters. In dieser Skala befinden sich einige Viren und Moleküle. Die Viren sind in der Größenordnung der 10ηm und der Moleküle der Größenordnung von 1ηm.

- Das Angstrom (1 Å = 0,1ηm = 0,0001 μm = 10^-7mm). Dieses Maß bildet die Atomskala oder Größe.

- Das Fantometer (1FM = 0,00001å = 0,000001ηm = 10^-12mm). Dies ist die Skala der Atomkerne, die zwischen 10 und 100 Tausendfachen kleiner ist als das Atom. Trotz seiner geringen Größe konzentriert sich der Kern 99,99% der Atommasse.

- Es gibt Skalen, die im Atomkern kleiner sind, da diese aus Partikeln wie Protonen und Neutronen bestehen. Aber es gibt mehr: Diese Partikel werden wiederum aus grundlegenden Partikeln wie Quarks bestehen.

Instrumente für die mikroskopische Beobachtung

Wenn sich die Objekte zwischen der Millimeter und der mikrometrischen Skala (1 mm - 0,001 mm) befinden, können sie mit einem optischen Mikroskop beobachtet werden.

Wenn sich jedoch die Objekte oder Strukturen zwischen den Nanometern und dem Angstrom befinden, sind elektronische oder Nanoskopmikroskope erforderlich.

In elektronischer Mikroskopie anstelle von leichten Energieelektronen werden eine viel geringere Wellenlänge als Licht aufweisen. Der Nachteil des elektronischen Mikroskops ist, dass es nicht möglich ist.

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Andererseits wird das Laserlicht im Nanoskop verwendet und hat den Vorteil gegenüber der elektronischen Mikroskopie, dass die Strukturen und Moleküle in einer lebenden Zelle ausgesehen und aufgezeichnet werden können.

Nanotechnologie ist die Technologie, mit der Schaltungen, Strukturen, Teile und sogar Motoren auf den Waagen hergestellt werden, die vom Nanometer bis zur Atomskala reichen.

Mikroskopische Eigenschaften

In der Physik werden in einem ersten Ansatz das Verhalten von Materie und Systemen aus makroskopischer Sicht untersucht. Aus diesem Paradigma ist die Angelegenheit ein unendlich teilbares Kontinuum; Und dieser Standpunkt ist für viele Situationen des Alltags gültig und angemessen.

Einige Phänomene der makroskopischen Welt haben jedoch nur eine Erklärung, wenn die mikroskopischen Eigenschaften der Angelegenheit berücksichtigt werden.

In der mikroskopischen Sicht wird die molekulare und atomare Struktur der Materie berücksichtigt. Im Gegensatz zum makroskopischen Ansatz gibt es in dieser Skala eine körnige Struktur mit Löchern und Räumen zwischen den Molekülen, Atomen und sogar in diesen.

Das andere Merkmal der mikroskopischen Sichtweise in der Physik ist, dass ein Stück von Mater.

-Materie ist eine immense Leere

In einem kleinen Kuchen.

Das heißt, ein Stück Materie auf der mikroskopischen Skala ist eine riesige Hohlraum mit Konzentrationen von Atomen und Kernen, die einen sehr kleinen Teil des Gesamtvolumens einnehmen. In diesem Sinne hat die mikroskopische Skala Ähnlichkeit mit der astronomischen Skala.

Makroskopischer Objekte zur Entdeckung des Atoms

Die ersten Chemikalien, die die Alchemisten waren. Dies erreichte die Idee der chemischen Elemente.

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Die ersten chemischen Elemente wurden entdeckt, die sieben Metalle der Antike: Silber, Gold, Eisen, Blei, Zinn, Kupfer und Quecksilber. Im Laufe der Zeit wurden sie in dem Maße mehr entdeckt, als Substanzen festgestellt wurden, die sich in anderen nicht zersetzen konnten.

Dann wurden die Elemente nach ihren Eigenschaften und Eigenschaften in Metallen und Nicht -Metalen klassifiziert. Alle, die ähnliche chemische Eigenschaften und Affinität hatten.

Figur 2. Periodensystem. Quelle: Wikimedia Commons.

Aus den Elementen ging es an die Idee von Atomen, ein Wort, das unteilbar bedeutet. Kurze Zeit später bemerkten die Wissenschaftler, dass die Atome eine Struktur hatten. Zusätzlich hatten die Atome zwei Arten von elektrischer Ladung (positiv und negativ).

Subatomische Partikel

In Rutherfords Experimenten, in denen er die Atome einer dünnen Goldplatte mit Alpha -Partikeln bombardierte, wurde die Struktur des Atoms offenbart: ein kleiner positiver Kern, der von Elektronen umgeben war.

Sie bombardierten weiter.

Auf diese Weise wurde das Standardmodell erreicht, was feststellt. Atome führen wiederum zu den Elementen, diese zu den Verbindungen und allen bekannten Wechselwirkungen (außer Gravitation). Insgesamt gibt es 12 Partikel.

Diese grundlegenden Partikel haben auch ihre Periodenzüchtertabelle. Es gibt zwei Gruppen: die fermionischen Partikel von Spin ½ und Bosonisch. Bosonisch sind für Interaktionen verantwortlich. Die Fermionik sind 12 und führen zu Protonen, Neutronen und Atomen.

Figur 3. Grundlegende Partikel. Quelle: Wikimedia Commons.

Wie man Partikel auf mikroskopischer Skala zählt?

Im Laufe der Zeit entdeckten die Chemiker die relativen Massen der Elemente aus präzisen Messungen bei chemischen Reaktionen. Zum Beispiel könnte festgestellt werden, dass Kohlenstoff 12 -mal schwerer ist als Wasserstoff.

Es wurde auch festgestellt, dass Wasserstoff das leichteste Element ist, so dass diesem Element die relative Masse 1 zugeordnet wurde.

Andererseits sind Chemikalien erforderlich, um die Anzahl der an einer Reaktion beteiligten Partikel zu kennen. Zum Beispiel benötigt ein Wassermolekül zwei Wasserstoffatome und einen Sauerstoff.

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Aus diesem Hintergrund wird das Konzept von Mol geboren. Ein Mol einer Substanz ist eine feste Menge von Partikeln, die seiner molekularen oder atomaren Masse in Gramm entsprechen. Somit wurde festgestellt, dass 12 Gramm Kohlenstoff die gleiche Anzahl von Partikeln wie 1 Gramm Wasserstoff haben. Diese Zahl ist als Avogadro -Zahl bekannt: 6,02 x 10^23 Partikel.

-Beispiel 1 

Berechnen Sie, wie viele Goldatome in 1 Gramm Gold sind.

Lösung 

Es ist bekannt, dass Gold ein Atomgewicht von 197 hat. Diese Daten finden Sie in der Periodenzüchtertabelle und zeigen, dass ein Goldatom 197 -mal schwerer ist als einer von Wasserstoff und 197/12 = 16.416 -mal schwerer als Kohlenstoff.

Ein Goldmol hat 6,02 × 10^23 Atome und hat das Atomgewicht in Gramm, dh 197 Gramm.

In einem Gramm Gold gibt es 1/197 Mol Gold, das sind 6,02 × 10^23átomos/197 = 3,06 x 10^23 Gold Atome.

-Beispiel 2

Bestimmen Sie die Anzahl der Calciumcarbonatmoleküle (Caco₃) dass es in 150 Gramm dieser Substanz gibt. Sagen Sie auch, wie viele Kalziumatome, wie viele Kohlenstoff und wie viele Sauerstoff in dieser Verbindung vorhanden sind.

Lösung 

Das erste ist, die molekulare Masse von Calciumcarbonat zu bestimmen. Die Periodischabelle zeigt, dass Kalzium ein Molekulargewicht von 40 g/mol, Kohlenstoff 12 g/mol und Sauerstoff 16 g/mol aufweist.

Dann die molekulare Masse von (Caco₃) Sei :

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

Alle 100 Gramm Calciumcarbonat sind 1mol. Dann entsprechen in 150 Gramm 1,5 Molen.

Jedes Mol Carbonat hat 6,02 x 10^23 Carbonatmoleküle.

Zusammenfassend in 150 Gramm Calciumcarbonat gibt es:

- 9,03 x 10^23 Calciumcarbonatmoleküle.

- Kalziumatome: 9,03 x 10^23 .

- Auch 9,03 x 10^23 Kohlenstoffatome

- Schließlich 3 x 9,03 x 10^23 Sauerstoffatome = 27,09 x 10^23 Sauerstoffatome.

Verweise

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