Mik azok a monatomikus elemek és miért léteznek?

A monoatomi elemek az egyes atomokból álló kémiai elemek speciális típusa . Ez azt jelenti, hogy tiszta anyagok, amelyekben az összes atom egyenlő egymással, és nincs köztük semmilyen kémiai kötés.

Ezen elemek többsége nagyon bőséges, és természetesen megtalálható az egész univerzumban. Bár egyszerű fogalomról van szó, ahhoz, hogy jól megértsük, először is meg kell értenünk, mi az atom, mi a kémiai elem, és hogyan ismerhetjük fel mindkettőt.

Az atom

A monatomikus elemek fogalmának alapja az atom. Minden anyag apró láthatatlan részecskékből, úgynevezett atomokból áll. Az atomok egy magból állnak, amelyben protonok (pozitív töltéssel) és neutronok (elektromos töltés nélkül) vannak, valamint egy negatív töltésű elektronok felhője, amelyek körülötte mozognak. Az atomok fizikai és kémiai tulajdonságai a benne lévő protonok és elektronok számától függenek. Valójában az atommagban lévő protonok száma határozza meg, hogy egy adott atom melyik kémiai elemhez tartozik.

Mi az a kémiai elem?

Kémiai elem alatt azt a tiszta anyagot értjük, amely nem bontható le más egyszerűbb anyagokra vagy fizikai vagy kémiai folyamatokkal. Mikroszkóposan ezek az anyagok csak egy atomosztályból állnak.

A kémiai elemek azok, amelyek a periódusos rendszerben szerepelnek. Minden kémiai elemhez másfajta atom tartozik. Így a szén elem szénatomokból áll, amelyek azonosak egymással, de különböznek a higany elem mintájában jelenlévő atomoktól (lásd például a fotót).

A kémiai elemek különböző formákban jelenhetnek meg:

• Egyes esetekben egy elem atomjai olyan fajokat alkothatnak, amelyekben több atom kapcsolódik, így molekulákat képeznek. Néhány példa a gáznemű klór (Cl ₂ ), az ózon (O ₃ ) és a fehér foszfor (P ₄ ).
• Más elemek kovalens két- vagy háromdimenziós hálózatokat alkotnak, amelyekben több ezer atom kötődik egymáshoz, mint például a grafit és a gyémánt (mindkettő szénatomokból áll).
• Aztán ott vannak a fémek, amelyek háromdimenziós kristályokat alkotnak, amelyekben minden atomot több más atom vesz körül, ahogyan azokat, és amelyekben fémes kötés köti össze őket.

Vannak azonban olyan elemek is, amelyekben az atomok semmiféle kötést nem alkotnak egymással, ahogy azt alább látni fogjuk.

monatomikus elemek

Amint az elején láttuk, a monatomikus elemek azok az elemek, amelyek környezeti körülmények között egyedi atomokként léteznek. A monatomi szó szerint azt jelenti, hogy „egy atommal rendelkezik” (a mono- előtag jelentése „egy”). Más szóval, a monoatomos elemek azok, amelyek normál körülmények között nem alkotnak semmilyen típusú kémiai kötést, és nem osztoznak elektronokon más atomokkal, amelyek sem nem azonosak, sem nem különböznek egymástól.

Miért léteznek monatomi elemek?

Egy olyan világban, amelyben a periódusos rendszer elemeinek túlnyomó többsége vagy egymáshoz, vagy más elemekhez kapcsolódik, érdemes feltenni a kérdést: miért léteznek monatomi elemek?

Létezésük oka az ezeket az elemeket alkotó atomok szerkezetével kapcsolatos. Kiderült, hogy minden monatomikus elemnek van egy alapvető jellemzője egymás között: sokkal stabilabb az elektronikus konfigurációjuk, mint a többi elem, ami lehetővé teszi számukra, hogy anélkül létezzenek, hogy elektronokat kellene adniuk, fogadniuk vagy meg kellene osztaniuk más atomokkal.

Valójában az oka annak, hogy a periódusos rendszer összes többi eleme molekulákat és kémiai vegyületeket alkot, amelyekben atomjaik elektronokat cserélnek egymással, az az oka, hogy ezáltal felveszik a monoatomi elemek elektronkonfigurációját.

Monatomikus elemek tulajdonságai

• Szobahőmérsékleten inert gázok.
• Nagyon alacsony olvadáspontjuk és forráspontjuk van.
• Nagyon nem reagáló elemek, amelyek általában nem kombinálódnak más elemekkel.
• Közülük kettő radioaktív, ebből egy szintetikus (mesterségesen előállított) elem.

Példák a monatomikus elemekre

A monoatomi elemek azok, amelyek a nemesgázok csoportjába tartoznak. Más szóval, megfelelnek a periódusos rendszer 18. csoportjának (korábban VIII-A csoport) 7 elemének, amelyek a következők:

• Hélium (Ő)
• Neon (Neon)
• Argon (Ar)
• kripton (kr)
• Xenon (Xe)
• Radon (Rn)
• Oganeson (Og)

A fémek monoatomi elemek?

A kémikus hallgatók körében gyakori kérdés, hogy a fémek monoatomi elemeknek minősülnek-e. Ennek az az oka, hogy a monatomikus elemekhez hasonlóan a fémeket is mindig egyszerűen a kémiai jelükkel ábrázolják, anélkül, hogy bármilyen alsó indexet használnának, amely azt sugallná, hogy molekulákat alkotnak.

Természetesen bárki, aki összehasonlítja a két esetet minden további információ nélkül, ugyanerre a következtetésre jutna. Azonban, amint azt egy pillanattal ezelőtt említettük, a fémek valójában kiterjedt, háromdimenziós kristályrácsokat alkotnak több millió atomból, amelyek fémes kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Amit a reakciók ábrázolnak, az nem más, mint a tapasztalati képletük (hiszen, mivel nem alkotnak molekulákat, nincs molekulaképletük).

Tehát a fémek nem monoatomi elemek. Nem osztoznak ezeknek az elemeknek a jellemzőiben, és normál körülmények között nem is létezhetnek egymástól elválasztott monatomikus fajokként.

„monatomi arany”

Ez egy jó alkalom annak tisztázására, hogy mivel fémről van szó, és tudva, hogy a fémek nem monoatomi elemek, az arany sem az. Más szóval, monatomi arany nem létezik. A magyarázat abból a tényből fakad, hogy körülbelül 50 évvel ezelőtt egy arizonai farmer, David Hudson, az Egyesült Államokban kijelentette, hogy felfedezte az anyag egy új formáját, amelyet „Orbitally Rearranged Monatomic Elements”-nek vagy ORME-nek nevezett el rövidítésükből. angolul. A gazda szerint olyan fémek, mint az arany, az ezüst és az alumínium ORME-ket képezhetnek, amelyek állítólag csodálatos tulajdonságokkal rendelkeznek.

Manapság ezeket az ORME-ket különféle márkanevek alatt árulják, mint például a rák csodaszerei, az idegrendszer működését javítani képes étrend-kiegészítők és számos egyéb megalapozatlan állítás.

Bár ezeknek az anyagoknak a hatásairól akár vitatkozni is lehetne (bár a tudományos konzisztencia gyakorlatilag nem létezik), az biztos, hogy semmiféle monoatomi elemet nem tartalmaznak, még kevésbé átmeneti fémek, például arany egyes atomjait. Ez csak egy félrevezető kereskedelmi név.

Hivatkozások

Cabot Pol F., P.F. (2019, július). ORME-k (Orbitally Rearranged Monoatomic Elements). Letöltve: https://www.researchgate.net/publication/334452137_ORMEs_Orbitally_Rearranged_Monoatomic_Elements

A nemesgázok előfordulása, előállítása és tulajdonságai. (n.d.). letöltve: https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963

A periódusos rendszer. (2020. október 30.). Letöltve: https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806

National Geographic Spanyolország. (2021, április 6.). National Geographic. Letöltve: https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988