Beste svaret
I stedet for tradisjonelle metoder for å visualisere størrelsesbegrepet, vil jeg starte fra liten ende av skalaen og jobbe opp. Dette kan virke forvirrende i starten, med tanke på at disse størrelsene er for små til å konseptualiseres umiddelbart, men bær meg med meg.
Først vil vi sidestille en atom med en krone , den minste valuta i USA, verdt bare 1/100 av en dollar.
Forutsatt at vi bor i USA, kan vi ikke kjøpe mye med denne ene krona. Kanskje på eBay kan vi bestille en vare for 0,01 $, men vi må fortsatt betale en heftig sum for frakt.
For å bruke øre vår, vil vi fly over hele verden til India og ta en tur til en fattig forstad som heter Dharvi Slum i Mumbai. Vurder en pose med kirsebær , som er i salg på gaten til denne fororten. Vi ser at prisen er 65 rupees, og vi merker at posen inneholder omtrent 100 kirsebær. Vi kjører en rask konvertering og merker at 65 rupees ~ 0,995 USD, rundt en dollar. Når vi fullfører beregningen, bemerker vi at
(1 dollar / 100 kirsebær) * (100 øre / 1 dollar) = 1 cent / kirsebær
Dermed kan vi få en kirsebær for vår krone hvis vi kan finne ut et middel til å reise til India for å bruke det. Et kirsebær vil sannsynligvis ikke tilfredsstille sulten din veldig lenge, men vil gi deg 3-4 kalorier som du kan bruke til å utføre en push-up eller holde deg våken i 10 minutter uten å miste vekt.
Nå tar vi hydrogenatomet vårt og dupliserer det. Deretter ser vi et nærliggende atom. Imidlertid er dette atomet festet til et duplikat av seg selv og er enormt i forhold til vårt. Faktisk er det nye atomet vi ser 16 ganger mer massivt enn vårt. Atomet vi ser er et oksygenatom, med 8 protoner i stedet for vår eneste proton. Vi deler våre elektroner med et av disse atomene og danner et polært kovalent molekyl H2O, som vi kaller vann.
Det nye molekylet vårt er 18 ganger mer verdifullt enn øre, med en verdi på 0,18 $. Denne gangen, når vi besøker India, drar vi over til en restaurant i New Dehli. Denne gangen ser vi en samosa i salg for 12 rupe es og bestem deg for å ta opp tilbudet med våre 0,18 $. Samosa tilfredsstiller vår sult under lunsjtid og kan gi oss nok energi til å løpe en kilometer eller svømme et 400 meter løp.
Til den ivrige kjemistudenten som leser dette, har du kanskje allerede gjort en konvertering til gram fra øre vår og lagt merke til at hvor mye penger som kreves for å lage en mol av hydrogen, fremdeles er ganske utfordrende å konseptualisere. Tatt i betraktning dette vil jeg gjøre noen bytter veldig snart.
Når vi tar opp tempoet, vil vi ta mange atomer i forskjellige størrelser og egenskaper i et hav av karbon, nitrogen, oksygen, hydrogen og mange flere. Vi vil la biologien gå sin gang og danne bindinger for å lage proteiner, lipider og karbohydrater.
Mens vi flyr med de forskjellige størrelsene og verdiene vi oppnår, noterer vi oss noen verdier som vi overgår. På dette tidspunktet, forestill deg at våre 0,18 dollar er i en blomstrende aksje som vokser eksponentielt . Vi merker at når vi har en fosfolipid, er den verdt $ 1,80, som kan kjøpe oss en burger eller en brus til og med et urbant område i USA. Aksjen vår fortsetter å vokse til vi har en Mimivirus -verdi, rundt $ 288. Med $ 288 hadde vi råd til en brukt XBOX , eller et nytt par Lebron XI-sko.
Svar
“Hvordan kan vi forestille oss størrelsen på et atom, og et hydrogenatom?”
Først, Spørrer , «større» atomer med flere protoner og nøytroner i kjernen har omtrent samme diameter – 1 til 5 ångstrøm – som det enkleste hydrogenatom med bare ett proton, gitt at atomenes kjerner bare er en liten brøkdel av volumet.
Ditt spørsmål blir da, “ Hvordan kan vi forestille oss størrelsen på en angstrøm? ”
Slik gjør du det:
- Se for deg en fotballbane under verdensmesterskapet. Den er omtrent 100 meter lang.
- Tenk deg at du sitter på tribunen til VM-kampen. Du er omtrent 2 meter lang.
- Tenk deg at du hadde med deg en linjal fra skolen, og under kampen ser du ned på den minste divisjonen til den herskeren. Den er 1 millimeter lang.
- Tenk deg at inne i millimeteren sitter ti små prikker, ende-til-ende. Hver prikk er 100 mikrometer lang. De er de minste objektene som menneskets øye kan løse uten hjelp (og samme størrelse som et befruktet menneskeegg).
- Tenk deg de ti små prikker er ti små fotballbaner, sittende ende-til-ende, hver fotballbane omtrent 100 mikrometer lange.
- Tenk deg det i ett av de små fotballbanene en tvilling av dere sitter på tribunen. Tvillingen din er omtrent 2 mikrometer (mikron) lang (og har samme størrelse som en av tarmbakteriene).
- Tenk deg at halvtid på MicroWorld Cup lander et blimp på den 100 mikron lange fotballbanen, og en miniatyr 2-micron høy Pele hopper ut for å hilse på publikum. Hans blimp er på størrelse med en menneskelig hudcelle. En chihuahua blir holdt i setekameratens armer, og på pelsen sitter en stor mygg. Mikro-chihuahua og mikro-mygg er begge størrelsen på virus.
- Tenk deg at din lille 2-mikron tvilling holder seg selv liten linjal fra skolen, og at han i likhet med deg i løpet av MicroWorld Cup-kampen kikker ned på den minste avdelingen av linjalen sin. Den er 1 mikro-millimeter (nanometer) lang.
- Tenk deg at din lille, bakteriestore 2-mikron tvilling bringer mikro -hersker helt opp til øynene og stirrer nøye på den. Han ser at mellom hver nanometeravdeling på hans mikro-linjal sitter ti små prikker, ende-til-ende. Hver prikk er 1 angstrøm.
Hver prikk er et atom.