Ce sunt elementele monoatomice și de ce există?

Elementele monoatomice sunt un tip special de elemente chimice alcătuite din atomi individuali . Adică sunt substanțe pure în care toți atomii sunt egali între ei și, de asemenea, nu prezintă niciun tip de legătură chimică între ei.

Majoritatea acestor elemente sunt foarte abundente și pot fi găsite în mod natural în tot universul. Deși este un concept simplu, pentru a-l înțelege bine, este necesar să înțelegem, în primul rând, ce este un atom, ce este un element chimic și cum să le recunoaștem pe amândouă.

Atomul

La baza conceptului de elemente monoatomice se află atomul. Toată materia este alcătuită din particule minuscule invizibile numite atomi. Atomii sunt formați dintr-un nucleu în care se află protoni (cu sarcină pozitivă) și neutroni (fără sarcină electrică) și un nor de electroni încărcați negativ care se mișcă în jurul lui. Proprietățile fizice și chimice ale atomilor depind de numărul de protoni și electroni pe care îi conține. De fapt, numărul de protoni din nucleu determină cărui element chimic îi aparține un anumit atom.

Ce este un element chimic?

Un element chimic este înțeles ca fiind acea substanță pură care nu poate fi descompusă în alte substanțe mai simple sau prin procese fizice sau chimice. Microscopic, aceste substanțe sunt formate dintr-o singură clasă de atomi.

Elementele chimice sunt cele care sunt enumerate în tabelul periodic. Pentru fiecare element chimic există un alt fel de atom. Astfel, elementul carbon este alcătuit din atomi de carbon care sunt la fel între ei, dar sunt diferiți de atomii prezenți într-o probă din elementul mercur (vezi foto), de exemplu.

Elementele chimice pot apărea sub diferite forme:

• În unele cazuri, atomii unui element pot forma specii în care mai mulți atomi sunt legați, formând astfel molecule. Câteva exemple sunt clorul gazos (Cl ₂ ), ozonul (O ₃ ) și fosforul alb (P ₄ ).
• Alte elemente formează rețele covalente bi- sau tridimensionale cu mii de atomi legați împreună, cum ar fi grafitul și diamantul (ambele formate din atomi de carbon).
• Apoi există metale, care formează cristale tridimensionale în care fiecare atom este înconjurat de alți câțiva atomi la fel ca el și în care sunt legați prin legătura metalică.

Cu toate acestea, există și alte elemente în care atomii nu formează niciun fel de legături între ei, așa cum vom vedea mai jos.

elementele monoatomice

După cum am văzut la început, elementele monoatomice sunt acele elemente care, în condiții ambientale, există ca atomi individuali. Monoatomic înseamnă literal „având un singur atom” (prefixul mono înseamnă „unul”). Cu alte cuvinte, elementele monoatomice sunt acelea care, în condiții normale, nu formează niciun tip de legătură chimică și nu împart electroni cu alți atomi, nici la fel și nici diferiți de ei înșiși.

De ce există elementele monoatomice?

Într-o lume în care marea majoritate a elementelor tabelului periodic sunt fie legate între ele, fie legate de alte elemente, merită să ne punem întrebarea: de ce există elementele monoatomice?

Motivul din spatele existenței lor are de-a face cu structura atomilor care alcătuiesc aceste elemente. Se pare că toate elementele monoatomice împărtășesc o caracteristică de bază între ele: au configurații electronice mult mai stabile decât alte elemente, ceea ce le permite să existe fără a fi nevoie să dea, să primească sau să împartă electroni cu orice alt atom.

De fapt, motivul pentru care toate celelalte elemente din tabelul periodic formează molecule și compuși chimici în care atomii lor fac schimb de electroni între ei este tocmai pentru că, făcând acest lucru, dobândesc configurația electronică a elementelor monoatomice.

Proprietățile elementelor monoatomice

• Sunt gaze inerte la temperatura camerei.
• Au puncte de topire și de fierbere foarte scăzute.
• Sunt elemente foarte nereactive care de obicei nu se combină cu alte elemente.
• Două dintre ele sunt radioactive, dintre care unul este un element sintetic (obținut artificial).

Exemple de elemente monoatomice

Elementele monoatomice sunt cele care aparțin grupului de gaze nobile. Cu alte cuvinte, ele corespund celor 7 elemente din grupa 18 (fostă grupă VIII-A) din tabelul periodic, care sunt:

• Heliu (El)
• Neon (Ne)
• Argon (Ar)
• Krypton (Kr)
• Xenon (Xe)
• Radon (Rn)
• Oganeson (Og)

Metalele sunt elemente monoatomice?

O întrebare frecventă în rândul studenților la chimie este dacă metalele sunt considerate elemente monoatomice. Motivul este că, la fel ca elementele monoatomice, metalele sunt întotdeauna reprezentate pur și simplu prin simbolul lor chimic, fără a folosi niciun indice pentru a sugera că formează molecule.

Desigur, oricine compară cele două cazuri fără informații suplimentare ar ajunge la aceeași concluzie. Cu toate acestea, așa cum am menționat cu un moment în urmă, metalele formează de fapt rețele cristaline tridimensionale extinse de milioane de atomi legați împreună prin legături metalice. Ceea ce este reprezentat în reacții nu este altceva decât formula lor empirică (întrucât, deoarece nu formează molecule, nu au o formulă moleculară).

Deci metalele nu sunt elemente monoatomice. Ele nu au niciuna dintre caracteristicile acestor elemente și nici nu pot exista, în condiții normale, ca specii monoatomice separate unele de altele.

„aur monotomic”

Acesta este un moment bun pentru a clarifica faptul că, fiind un metal și știind că metalele nu sunt elemente monoatomice, nici aurul nu este. Cu alte cuvinte, aurul monoatomic nu există. Explicația vine din faptul că, în urmă cu aproximativ 50 de ani, un fermier din Arizona, Statele Unite, pe nume David Hudson, a declarat că a descoperit o nouă formă de materie pe care a numit-o „Orbitally Rearranged Monatomic Elements” sau ORME, pentru acronimul lor. în limba engleză. Potrivit fermierului, metale precum aurul, argintul și aluminiul pot forma ORME care se presupune că au proprietăți miraculoase.

Astăzi, aceste ORME sunt vândute sub diferite denumiri comerciale, cum ar fi remedii miraculoase pentru cancer, suplimente capabile să îmbunătățească funcționarea sistemului nervos și o serie de alte afirmații nefondate.

Deși efectele acestor substanțe ar putea fi chiar dezbătute (deși consistența științifică este practic inexistentă), cert este că ele nu conțin în niciun caz elemente monoatomice, cu atât mai puțin atomi individuali de metale de tranziție precum aurul. Este doar o denumire comercială înșelătoare.

Referințe

Cabot Pol F., P.F. (2019, iulie). ORME (Elemente monoatomice rearanjate orbital). Preluat de la https://www.researchgate.net/publication/334452137_ORMEs_Orbitally_Rearranged_Monoatomic_Elements

Apariția, prepararea și proprietățile gazelor nobile. (n.d.). preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963

Tabelul periodic. (2020, 30 octombrie). Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806

National Geographic Spania. (2021, 6 aprilie). National Geographic. Preluat de la https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988