yếu tố monatomic là gì và tại sao chúng tồn tại?

Các nguyên tố đơn nguyên tử là một loại nguyên tố hóa học đặc biệt được tạo thành từ các nguyên tử riêng lẻ . Điều đó có nghĩa là, chúng là những chất tinh khiết trong đó tất cả các nguyên tử đều bằng nhau và cũng không có bất kỳ loại liên kết hóa học nào giữa chúng.

Hầu hết các nguyên tố này rất phong phú và có thể được tìm thấy tự nhiên trong vũ trụ. Mặc dù là một khái niệm đơn giản, nhưng để hiểu rõ về nó, trước hết cần hiểu nguyên tử là gì, nguyên tố hóa học là gì và cách nhận biết cả hai.

Nguyên tử

Cơ sở của khái niệm nguyên tố đơn nguyên tử là nguyên tử. Tất cả vật chất được tạo thành từ các hạt vô hình nhỏ gọi là nguyên tử. Các nguyên tử được tạo thành từ một hạt nhân trong đó có các proton (mang điện tích dương) và neutron (không mang điện tích) và một đám mây các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh nó. Các tính chất vật lý và hóa học của nguyên tử phụ thuộc vào số lượng proton và electron mà nó chứa. Trên thực tế, số lượng proton trong hạt nhân quyết định một nguyên tử nhất định thuộc về nguyên tố hóa học nào.

một nguyên tố hóa học là gì?

Nguyên tố hóa học được hiểu là chất tinh khiết không thể bị phân hủy thành các chất khác đơn giản hơn hoặc thông qua các quá trình vật lý hoặc hóa học. Dưới kính hiển vi, các chất này chỉ được tạo thành từ một lớp nguyên tử.

Các nguyên tố hóa học là những nguyên tố được liệt kê trong bảng tuần hoàn. Đối với mỗi nguyên tố hóa học có một loại nguyên tử khác nhau. Do đó, nguyên tố carbon được tạo thành từ các nguyên tử carbon giống nhau, nhưng khác với các nguyên tử có trong một mẫu của nguyên tố thủy ngân (xem ảnh), chẳng hạn.

Các nguyên tố hóa học có thể xuất hiện ở các dạng khác nhau:

• Trong một số trường hợp, các nguyên tử của một nguyên tố có thể tạo thành các loài trong đó một số nguyên tử được liên kết với nhau, do đó tạo thành các phân tử. Một số ví dụ là khí clo (Cl ₂ ) ozon (O ₃ ) và phốt pho trắng (P ₄ ).
• Các nguyên tố khác tạo thành mạng cộng hóa trị hai hoặc ba chiều với hàng nghìn nguyên tử liên kết với nhau, chẳng hạn như than chì và kim cương (cả hai đều được tạo thành từ các nguyên tử carbon).
• Sau đó, có những kim loại tạo thành các tinh thể ba chiều trong đó mỗi nguyên tử được bao quanh bởi một số nguyên tử khác giống như nó và trong đó chúng được liên kết với nhau bằng liên kết kim loại.

Tuy nhiên, có những nguyên tố khác trong đó các nguyên tử không hình thành bất kỳ loại liên kết nào với nhau, như chúng ta sẽ thấy bên dưới.

nguyên tố đơn nguyên tử

Như chúng ta đã thấy ở phần đầu, các nguyên tố đơn nguyên tử là những nguyên tố, trong điều kiện môi trường xung quanh, tồn tại dưới dạng các nguyên tử riêng lẻ. Monatomic có nghĩa đen là “có một nguyên tử” (tiền tố mono- có nghĩa là “một”). Nói cách khác, nguyên tố đơn nguyên tử là những nguyên tố ở điều kiện thường không tạo thành bất kỳ loại liên kết hóa học nào hoặc dùng chung electron với các nguyên tử khác, không giống cũng không khác chính chúng.

Tại sao các yếu tố monatomic tồn tại?

Trong một thế giới mà phần lớn các nguyên tố trong bảng tuần hoàn được liên kết với nhau hoặc được liên kết với các nguyên tố khác, điều đáng đặt ra là: tại sao các nguyên tố đơn nguyên tử lại tồn tại?

Lý do đằng sau sự tồn tại của chúng liên quan đến cấu trúc của các nguyên tử tạo nên các nguyên tố này. Hóa ra tất cả các nguyên tố đơn nguyên tử đều có chung một đặc điểm cơ bản: chúng có cấu hình điện tử ổn định hơn nhiều so với các nguyên tố khác, cho phép chúng tồn tại mà không cần phải cho, nhận hoặc chia sẻ electron với bất kỳ nguyên tử nào khác.

Trên thực tế, lý do tại sao tất cả các nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn tạo thành các phân tử và hợp chất hóa học trong đó các nguyên tử của chúng trao đổi electron với nhau chính là vì khi làm như vậy, chúng có được cấu hình điện tử của các nguyên tố đơn nguyên tử.

Thuộc tính của các yếu tố đơn nguyên

• Chúng là khí trơ ở nhiệt độ phòng.
• Chúng có điểm nóng chảy và sôi rất thấp.
• Chúng là những yếu tố rất không hợp lý thường không kết hợp với các yếu tố khác.
• Hai trong số chúng là chất phóng xạ, trong đó một chất là nguyên tố tổng hợp (thu được nhân tạo).

Ví dụ về các yếu tố đơn nguyên

Các nguyên tố đơn nguyên tử là những nguyên tố thuộc nhóm khí hiếm. Nói cách khác, chúng tương ứng với 7 nguyên tố thuộc nhóm 18 (trước đây là nhóm VIII-A) của bảng tuần hoàn, đó là:

• Heli (Anh)
• Neon (Nê)
• Argon (Ar)
• Krypton (Kr)
• Xenon (Xe)
• Radon (Rn)
• Oganeson (Og)

Kim loại có phải là nguyên tố đơn chất không?

Một câu hỏi thường gặp của sinh viên hóa học là liệu kim loại có được coi là nguyên tố đơn nguyên tử hay không. Lý do là, giống như các nguyên tố đơn nguyên tử, kim loại luôn được biểu thị đơn giản bằng ký hiệu hóa học của chúng mà không sử dụng bất kỳ chỉ số nào để gợi ý rằng chúng tạo thành phân tử.

Đương nhiên, bất cứ ai so sánh hai trường hợp mà không có bất kỳ thông tin bổ sung nào sẽ đi đến cùng một kết luận. Tuy nhiên, như đã đề cập lúc trước, kim loại thực sự tạo thành mạng tinh thể ba chiều rộng lớn gồm hàng triệu nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết kim loại. Cái được thể hiện trong các phản ứng không gì khác hơn là công thức thực nghiệm của chúng (vì chúng không tạo thành phân tử nên chúng không có công thức phân tử).

Vậy kim loại không phải là nguyên tố đơn chất. Chúng không chia sẻ bất kỳ đặc điểm nào của các nguyên tố này và chúng cũng không thể tồn tại, trong điều kiện bình thường, dưới dạng các loài đơn nguyên tử tách biệt với nhau.

“vàng đơn nguyên tử”

Đây là thời điểm tốt để làm rõ rằng, là một kim loại và biết rằng kim loại không phải là nguyên tố đơn nguyên tử, vàng cũng vậy. Nói cách khác, vàng đơn nguyên tử không tồn tại. Lời giải thích xuất phát từ thực tế rằng, khoảng 50 năm trước, một nông dân ở Arizona, Hoa Kỳ, tên là David Hudson, tuyên bố rằng ông đã phát hiện ra một dạng vật chất mới mà ông gọi là “Các nguyên tố đơn nguyên được sắp xếp lại theo quỹ đạo” hay ORME, theo từ viết tắt của chúng. bằng tiếng Anh. Theo người nông dân, các kim loại như vàng, bạc và nhôm có thể tạo thành ORME được cho là có đặc tính kỳ diệu.

Ngày nay, những ORME này được bán dưới nhiều tên thương mại khác nhau như thuốc chữa ung thư thần kỳ, chất bổ sung có khả năng cải thiện hoạt động của hệ thần kinh và một loạt các tuyên bố không có căn cứ khác.

Mặc dù tác dụng của những chất này thậm chí còn có thể được tranh luận (mặc dù tính nhất quán về mặt khoa học hầu như không tồn tại), nhưng điều chắc chắn là chúng hoàn toàn không chứa bất kỳ nguyên tố đơn nguyên tử nào, càng không phải là các nguyên tử riêng lẻ của kim loại chuyển tiếp như vàng. Nó chỉ là một tên thương mại gây hiểu lầm.

Người giới thiệu

Cabot Pol F., P.F. (2019, tháng 7). ORME’s (Các phần tử đơn nguyên tử được sắp xếp lại theo quỹ đạo). Lấy từ https://www.researchgate.net/publication/334452137_ORMEs_Orbitally_Rearranged_Monoatomic_Elements

Sự xuất hiện, điều chế và tính chất của khí hiếm. (n.d.). lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963

Bảng tuần hoàn. (2020, ngày 30 tháng 10). Lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806

Địa lý quốc gia Tây Ban Nha. (2021, ngày 6 tháng 4). địa lý quốc gia. Lấy từ https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988