Cât de mare este un atom de hidrogen?

Cel mai bun răspuns

În loc de metodele tradiționale de vizualizare a conceptului de dimensiune, voi începe de la mic sfârșit al scalei și lucrați. Acest lucru poate părea confuz la început, având în vedere că aceste dimensiuni sunt prea mici pentru a fi conceptualizate imediat, dar suportă cu mine.

În primul rând, vom echivala cu un atom cu un penny , cea mai mică denumire de monedă din SUA, în valoare de doar 1/100 din dolarul SUA.

Presupunând că trăim în SUA, nu putem cumpăra mult cu acest bănuț. Poate că pe eBay putem comanda un articol pentru 0,01 $, dar va trebui totuși să plătim o sumă importantă pentru transport.

Pentru a ne cheltui banii, vom zbura în întreaga lume spre India și vom face o excursie într-o suburbie săracă numită Dharvi Slum din Mumbai. Luați în considerare o pungă de cireșe , care se află la vânzare pe strada acestei suburbii. Vedem că prețul citește 65 de rupii și observăm că punga conține aproximativ 100 de cireșe. Realizăm o conversie rapidă și observăm că 65 de rupii ~ 0.995 USD, în jur de un dolar. Finalizând calculul, observăm că

(1 dolar / 100 cireșe) * (100 cenți / 1 dolar) = 1 cenți / cireș

Astfel, putem obține un cires pentru bănuțul nostru dacă putem găsi un mijloc de a călători în India pentru a-l cheltui. O cireșă probabil nu vă va satisface foamea foarte mult timp, dar vă va oferi 3-4 calorii pe care le puteți folosi pentru a efectua o împingere sau pentru a rămâne treaz timp de 10 minute fără a pierde în greutate.

Acum, vom lua atomul nostru de hidrogen și îl vom duplica. Apoi, vom observa un atom din apropiere. De fapt, noul atom pe care îl observăm este de 16 ori mai masiv decât al nostru. Atomul pe care îl observăm este un atom de oxigen, cu 8 protoni în loc de unicul nostru proton. Împărtășim electronii cu unul dintre acești atomi și formăm o moleculă covalentă polară H2O, pe care o numim apă.

Noua noastră moleculă este de 18 ori mai valoroasă decât bănuțul nostru, având o valoare de 0,18 $. De data aceasta, când vizităm India, ne îndreptăm către un restaurant din New Dehli. De data aceasta vedem un samosa la vânzare pentru 12 rupii și decideți să luați oferta cu 0,18 USD. Samosa ne satisface foamea în timpul prânzului și ne poate oferi suficientă energie pentru a alerga o milă sau pentru a înota o cursă de 400 de metri.

Pentru avidul student la chimie care citește acest lucru, poate că ați făcut deja o conversie în grame din banul nostru și ați observat că suma de bani necesară pentru a face un mol de hidrogen este încă destul de dificil de conceptualizat. Având în vedere acest lucru, voi face câteva substituții foarte curând.

Reluând ritmul, vom lua mulți atomi de diferite dimensiuni și proprietăți în o mare de carbon, azot, oxigen, hidrogen și multe altele. Vom lăsa biologia să-și urmeze cursul formând legături pentru a face proteine, lipide și carbohidrați.

În timp ce zburăm după diferitele dimensiuni și valori pe care le realizăm, observăm câteva valori pe care le depășim. În acest moment, imaginați-vă că 0,18 USD se află într-un stoc în plină expansiune, care crește exponențial . Observăm că atunci când avem un fosfolipid valorează 1,80 USD, ceea ce ne-ar putea cumpăra un burger sau un sifon chiar și într-o zonă urbană din SUA. Stocul nostru continuă să crească până când avem un Mimivirus în valoare de bani, în jur de 288 USD. Cu 288 USD, ne-am putea permite un XBOX folosit sau o nouă pereche de pantofi Lebron XI.

Răspuns

„Cum ne putem imagina dimensiunea unui atom și a unui atom de hidrogen?”

În primul rând, întrebător , atomii „mai mari” cu mai mulți protoni și neutroni în nucleul lor au aproximativ același diametru – 1 până la 5 angstromi – ca cel mai simplu atom de hidrogen cu un singur proton, dat fiind că nucleele atomilor sunt doar o mică parte din volumul lor.

Întrebarea dvs. devine apoi „ ne putem imagina dimensiunea unui angstrom? ”

Iată cum:

1. Imaginați-vă un teren de fotbal în timpul Cupei Mondiale. Are o lungime de aproximativ 100 de metri.
2. Imaginați-vă că stați în tribunele meciului Cupei Mondiale. Aveți aproximativ 2 metri lungime.
3. Imaginați-vă că ați adus cu voi o riglă de la școală și, în timpul meciului, vă uitați cea mai mică diviziune a acelui conducător. Are o lungime de 1 milimetru.
4. Imaginați-vă în interiorul acelui milimetru stând zece puncte minuscule, de la cap la cap. Fiecare punct are o lungime de 100 micrometri. Sunt cele mai mici obiecte pe care ochiul tău uman le poate rezolva fără ajutor (și de aceeași dimensiune ca un ou fertilizat uman).
5. Imaginează-le pe cele zece punctele minuscule sunt zece terenuri de fotbal minuscule, așezate de la cap la cap, fiecare teren de fotbal lung de aproximativ 100 micrometri.
6. Imaginați-vă că într-unul dintre micile terenuri de fotbal, un geamăn dintre voi stă în tribune. Gemenele dvs. au aproximativ 2 micrometri (microni) lungime (și aceeași dimensiune ca una dintre bacteriile intestinale).
7. Imaginați-vă că, în timpul la pauză la Cupa MicroWorld, un blimp aterizează pe terenul de fotbal lung de 100 de microni și un Pele în miniatură de 2 microni înălțime care salută mulțimea. Blimpul său are dimensiunea unei celule de piele umană. Un chihuahua este ținut în brațele colegului tău de scaun, iar pe blana lui stă un țânțar mare. Micro-chihuahua și micro-țânțarul au dimensiunea virușilor.
8. Imaginați-vă că micuțul dvs. geamăn de 2 microni îl ține pe el mic conducător de la școală și că, în timpul meciului Cupei MicroWorld, el, ca și tine, aruncă o privire spre cea mai mică divizie a conducătorului său. Are o lungime de 1 milimetru (nanometru).
9. Imaginați-vă că geamănul mic de 2 microni de dimensiunea unei bacterii aduce apoi micro -conducător până la ochi și se uită cu atenție la el. El vede că între fiecare diviziune de nanometri de pe microreglă se află zece puncte minuscule, cap la cap. Fiecare punct este 1 angstrom.

Fiecare punct este un atom.