Bästa svaret
Istället för traditionella metoder för att visualisera begreppet storlek, börjar jag från liten ände av skalan och arbeta upp. Det här kan tyckas vara förvirrande först, med tanke på att dessa storlekar är för små för att begreppsmässigt kan omedelbart, men ha med mig.
Först ska vi jämföra en atom med ett öre , den minsta valutan i USA, värd bara 1/100 av en amerikansk dollar.
Förutsatt att vi bor i USA kan vi inte köpa mycket med detta öre. Kanske på eBay kan vi beställa en artikel för 0,01 $, men vi måste fortfarande betala en rejäl summa för frakt.
För att spendera vårt öre flyger vi över hela världen till Indien och tar en tur till en fattig förort med namnet Dharvi Slum i Mumbai. Tänk på en påse med körsbär , som säljs på gatan i denna förort. Vi ser att priset läser 65 rupier och vi märker att påsen innehåller cirka 100 körsbär. Vi kör en snabb konvertering och märker att 65 rupier ~ 0,995 USD, cirka en dollar. Slutför beräkningen, vi noterar att
(1 dollar / 100 körsbär) * (100 cent / 1 dollar) = 1 cent / körsbär
Således kan vi få en körsbär för vårt öre om vi kan räkna ut ett sätt att resa till Indien för att spendera det. En körsbär kommer troligen inte att tillfredsställa din hunger så länge, men kommer att ge dig 3-4 kalorier som du kan använda för att göra en push-up eller hålla dig vaken i 10 minuter utan att gå ner i vikt.
Nu tar vi vår väteatom och duplicerar den. Sedan upptäcker vi en närliggande atom. Denna atom är dock fäst vid en duplikat av sig själv och är enorm jämfört med vår. Faktum är att den nya atomen vi upptäcker är 16 gånger mer massiv än vår. Atomen vi upptäcker är en syreatom med 8 protoner istället för vår enda proton. Vi delar våra elektroner med en av dessa atomer och bildar en polär kovalent molekyl H2O, som vi kallar vatten.
Vår nya molekyl är 18 gånger mer värdefull än vårt öre, med ett värde på 0,18 $. Den här gången, när vi besöker Indien, går vi över till en restaurang i New Dehli. Den här gången ser vi en samosa till salu för 12 rupe och besluta att ta upp erbjudandet med våra 0,18 $. Samosaen tillfredsställer vår hunger under lunchtiden och kan ge oss tillräckligt med energi för att springa en mil eller simma en 400m-tävling.
För den ivriga kemistudenten som läser detta, kanske du redan har gjort en omvandling till gram från vårt öre och lagt märke till att den mängd pengar som krävs för att göra en mol väte är fortfarande ganska utmanande att begreppsmässigt. Med tanke på detta kommer jag att göra några byten mycket snart.
Om vi tar upp takten tar vi många atomer i olika storlekar och egenskaper i ett hav av kol, kväve, syre, väte och många fler. Vi kommer att låta biologin ta sin gång och bilda bindningar för att göra proteiner, lipider och kolhydrater.
Medan vi flyger med olika storlekar och värden som vi uppnår noterar vi några värden som vi överträffar. Föreställ dig nu att våra $ 0,18 är i ett blomstrande lager som växer exponentiellt . Vi märker att när vi har en fosfolipid är det värt $ 1,80, vilket kan köpa oss en burger eller en läsk även i ett stadsområde i USA. Vårt lager fortsätter att växa tills vi har en Mimivirus -värde, cirka 288 $. Med 288 $ hade vi råd med en begagnad XBOX eller ett nytt par Lebron XI-skor.
Svar
“Hur kan vi föreställa oss storleken på en atom och en väteatom?”
Först Frågeställare , ”större” atomer med fler protoner och neutroner i kärnan har ungefär samma diameter – 1 till 5 ångström – som den enklaste väteatomen med bara en proton, med tanke på att atomernas kärnor bara är en liten bråkdel av deras volym.
Din fråga blir då, ” Hur kan vi föreställa oss storleken på en ångström? ”
Så här:
- Föreställ dig ett fotbollsplan under VM. Den är ungefär 100 meter lång.
- Föreställ dig att du sitter på läktaren i VM-matchen. Du är ungefär 2 meter lång.
- Tänk dig att du har tagit en linjal från skolan och under matchen tittar du ner på den minsta uppdelningen av den härskaren. Den är 1 millimeter lång.
- Föreställ dig att inuti den millimetern sitter tio små prickar, ände till ände. Varje punkt är 100 mikrometer lång. De är de minsta föremål som ditt mänskliga öga kan lösa utan hjälp (och samma storlek som ett befruktat mänskligt ägg).
- Tänk dig de tio små prickar är tio små fotbollsplaner, sittande ände-till-ände, varje fotbollsplan ungefär 100 mikrometer långa.
- Tänk dig det i ett av dessa små fotbollsplaner sitter en tvilling av er på läktaren. Din tvilling är ungefär 2 mikrometer (mikron) lång (och samma storlek som en av dina tarmbakterier).
- Tänk dig att under halvtid vid MicroWorld Cup landar en blimp på den 100 mikron långa fotbollsplanen och en miniatyr 2-micron lång Pele hoppar ut för att hälsa publiken. Hans blimp är storleken på en mänsklig hudcell. En chihuahua hålls i din sätes kamrats armar och på pälsen sitter en stor mygga. Mikro-chihuahua och mikro-mygga är båda storleken på virus.
- Tänk dig att din lilla 2-mikron tvilling håller sig själv liten linjal från skolan, och att han under MicroWorld Cup-matchen, som du, tittar ner på den minsta uppdelningen av sin linjal. Den är 1 mikro-millimeter (nanometer) lång.
- Föreställ dig att din lilla, bakteriestorlek 2-mikron tvilling ger mikro -härskaren ända upp till ögat och stirrar närmare på den. Han ser att mellan varje nanometerdelning på hans mikro-linjal sitter tio små prickar, änd-till-ände. Varje punkt är 1 ångström.
Varje punkt är en atom.