단원자 요소는 무엇이며 왜 존재합니까?

단원자 원소는 개별 원자로 구성된 특수한 유형의 화학 원소 입니다 . 즉, 그들은 모든 원자가 서로 같은 순수한 물질이며 그들 사이에 어떤 유형의 화학 결합도 나타내지 않습니다.

이러한 원소의 대부분은 매우 풍부하며 우주 전체에서 자연적으로 발견될 수 있습니다. 간단한 개념이지만 잘 이해하기 위해서는 우선 원자가 무엇인지, 화학원소가 무엇인지, 그리고 양자를 어떻게 인식하는지에 대한 이해가 필요하다.

원자

단원자 요소 개념의 기본은 원자입니다. 모든 물질은 원자라고 하는 눈에 보이지 않는 작은 입자로 구성되어 있습니다. 원자는 양성자(양전하를 띤)와 중성자(전하를 띠지 않음)가 있는 핵과 그 주위를 이동하는 음전하를 띤 전자 구름으로 구성됩니다. 원자의 물리적 및 화학적 특성은 포함하는 양성자와 전자의 수에 따라 다릅니다. 실제로 핵의 양성자 수는 특정 원자가 속한 화학 원소를 결정합니다.

화학 원소는 무엇입니까?

화학 원소는 다른 단순한 물질이나 물리적 또는 화학적 과정을 통해 분해될 수 없는 순수한 물질로 이해됩니다. 현미경으로 보면 이러한 물질은 한 종류의 원자로만 구성되어 있습니다.

화학 원소는 주기율표에 나열된 것들이다. 모든 화학 원소에는 다른 종류의 원자가 있습니다. 따라서 탄소 원소는 서로 동일하지만 예를 들어 원소 수은(사진 참조)의 샘플에 존재하는 원자와는 다른 탄소 원자로 구성됩니다.

화학 원소는 다양한 형태로 나타날 수 있습니다.

• 경우에 따라 원소의 원자는 여러 원자가 연결되어 분자를 형성하는 종을 형성할 수 있습니다. 몇 가지 예는 기체 염소(Cl ₂ ) 오존(O ₃ ) 및 백린탄(P ₄ )입니다.
• 다른 원소는 흑연과 다이아몬드(둘 다 탄소 원자로 구성됨)와 같이 수천 개의 원자가 함께 결합된 공유 2차원 또는 3차원 네트워크를 형성합니다.
• 그런 다음 각 원자가 여러 개의 다른 원자에 의해 둘러싸여 있고 금속 결합에 의해 연결되어 있는 3차원 결정을 형성하는 금속이 있습니다.

그러나 아래에서 볼 수 있듯이 원자가 서로 어떤 종류의 결합도 형성하지 않는 다른 요소가 있습니다.

단원자 요소

처음에 본 것처럼 단원자 요소는 주변 조건에서 개별 원자로 존재하는 요소입니다. Monatomic은 문자 그대로 “단일 원자를 가짐”을 의미합니다(접두사 mono-는 “하나”를 의미함). 즉, 단원자 원소는 정상적인 조건에서 어떤 유형의 화학 결합도 형성하지 않거나 다른 원자와 전자를 공유하지 않으며 동일하거나 다르지 않은 원소입니다.

단원자 요소가 존재하는 이유는 무엇입니까?

주기율표의 대부분의 원소가 서로 연결되어 있거나 다른 원소와 연결되어 있는 세계에서 다음과 같은 질문을 할 가치가 있습니다. 왜 단원자 원소가 존재합니까?

그들의 존재 이유는 이러한 요소를 구성하는 원자의 구조와 관련이 있습니다. 모든 단원자 요소는 그들 사이에서 하나의 기본 특성을 공유한다는 것이 밝혀졌습니다. 다른 요소보다 훨씬 더 안정적인 전자 구성을 가지고 있어 다른 원자와 전자를 주고받거나 공유할 필요 없이 존재할 수 있습니다.

사실, 주기율표의 다른 모든 원소가 원자가 서로 전자를 교환하는 분자와 화합물을 형성하는 이유는 바로 그렇게 함으로써 단원자 원소의 전자 배열을 획득하기 때문입니다.

단원자 요소의 특성

• 실온에서 불활성 기체입니다.
• 녹는점과 끓는점이 매우 낮습니다.
• 일반적으로 다른 요소와 결합하지 않는 매우 비반응적인 요소입니다.
• 그 중 두 개는 방사성이며 그 중 하나는 합성(인위적으로 얻은) 원소입니다.

단원자 요소의 예

단원자 원소는 비활성 기체 그룹에 속하는 원소입니다. 즉, 이들은 주기율표의 18족(이전 VIII-A족)의 7개 원소에 해당하며, 다음과 같습니다.

• 헬륨(He)
• 네온(Ne)
• 아르곤(Ar)
• 크립톤(KR)
• 크세논(Xe)
• 라돈(Rn)
• 오가네손(Og)

금속은 단원자 요소입니까?

화학 학생들 사이에서 자주 묻는 질문은 금속이 단원자 요소로 간주되는지 여부입니다. 그 이유는 단원자 원소와 마찬가지로 금속이 분자를 형성한다는 것을 암시하는 첨자를 사용하지 않고 항상 화학 기호로 간단히 표시되기 때문입니다.

당연히 추가 정보 없이 두 사례를 비교하는 사람은 같은 결론에 도달할 것입니다. 그러나 조금 전에 언급했듯이 금속은 실제로 금속 결합에 의해 함께 연결된 수백만 개의 원자로 구성된 광범위한 3차원 결정 격자를 형성합니다. 반응에서 나타나는 것은 실험식에 지나지 않습니다(분자를 형성하지 않기 때문에 분자식이 없기 때문입니다).

따라서 금속은 단원자 원소가 아닙니다. 그들은 이러한 요소의 특성을 공유하지 않으며 정상적인 조건에서 서로 분리된 단원자 종으로 존재할 수 없습니다.

“모나토믹 골드”

지금은 금속이고 금속이 단원자 요소가 아니며 금도 아니라는 점을 명확히 할 좋은 시간입니다. 즉, 단원자 금은 존재하지 않습니다. 그 설명은 약 50년 전 미국 애리조나의 David Hudson이라는 농부가 “Orbitally Rearranged Monatomic Elements” 또는 ORME라고 부르는 새로운 형태의 물질을 발견했다고 선언했다는 사실에서 비롯됩니다. 영어로. 농부에 따르면 금, 은, 알루미늄과 같은 금속은 기적적인 특성을 지닌 것으로 추정되는 ORME를 형성할 수 있습니다.

오늘날 이러한 ORME는 기적의 암 치료제, 신경계 기능을 개선할 수 있는 보충제 및 기타 입증되지 않은 주장과 같은 다양한 상품명으로 판매되고 있습니다.

이러한 물질의 효과는 논쟁의 여지가 있지만(과학적 일관성은 사실상 존재하지 않지만) 확실한 것은 금과 같은 전이 금속의 개별 원자는 훨씬 적고 단원자 요소를 전혀 포함하지 않는다는 것입니다. 오해의 소지가 있는 상표명일 뿐입니다.

참조

Cabot Pol F., P.F. (2019년 7월). ORME’s(궤도 재배열된 단원자 요소). https://www.researchgate.net/publication/334452137_ORMEs_Orbitally_Rearranged_Monoatomic_Elements 에서 가져옴

비활성 기체의 발생, 준비 및 특성. (n.d.). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963 에서 검색

주기율표. (2020년 10월 30일). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806 에서 가져옴

내셔널 지오그래픽 스페인. (2021년 4월 6일). 지리적 국가. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988 에서 가져옴