Hvad er monoatomiske grundstoffer, og hvorfor eksisterer de?

Monatomiske grundstoffer er en særlig type kemiske grundstoffer, der består af individuelle atomer . Det vil sige, at de er rene stoffer, hvor alle atomerne er ens med hinanden, og som heller ikke har nogen form for kemisk binding mellem dem.

De fleste af disse elementer er meget rigelige og kan findes naturligt i hele universet. Selvom det er et simpelt koncept, for at forstå det godt, er det først og fremmest nødvendigt at forstå, hvad et atom er, hvad er et kemisk element, og hvordan man genkender begge dele.

Atomet

I bunden af ​​begrebet monoatomiske elementer er atomet. Alt stof består af små usynlige partikler kaldet atomer. Atomer består af en kerne, hvori der er protoner (med en positiv ladning) og neutroner (uden en elektrisk ladning), og en sky af negativt ladede elektroner, der bevæger sig rundt om den. Atomers fysiske og kemiske egenskaber afhænger af antallet af protoner og elektroner, det indeholder. Faktisk bestemmer antallet af protoner i kernen, hvilket kemisk grundstof et bestemt atom tilhører.

Hvad er et kemisk grundstof?

Ved et kemisk grundstof forstås det rene stof, der ikke kan nedbrydes til andre enklere stoffer eller gennem fysiske eller kemiske processer. Mikroskopisk er disse stoffer kun opbygget af én klasse af atomer.

De kemiske grundstoffer er dem, der er opført i det periodiske system. For hvert kemisk grundstof er der en anden slags atom. Grundstoffet kulstof er således opbygget af kulstofatomer, der er de samme som hinanden, men som er forskellige fra de atomer, der er til stede i en prøve af grundstoffet kviksølv (se billede), for eksempel.

Kemiske grundstoffer kan forekomme i forskellige former:

• I nogle tilfælde kan et grundstofs atomer danne arter, hvor flere atomer er forbundet og dermed danne molekyler. Nogle eksempler er gasformigt klor (Cl ₂ ), ozon (O ₃ ) og hvidt fosfor (P ₄ ).
• Andre grundstoffer danner kovalente to- eller tredimensionelle netværk med tusindvis af atomer bundet sammen, såsom grafit og diamant (begge består af kulstofatomer).
• Så er der metaller, som danner tredimensionelle krystaller, hvor hvert atom er omgivet af flere andre atomer ligesom det, og hvor de er forbundet med den metalliske binding.

Der er dog andre grundstoffer, hvor atomerne ikke danner nogen form for bindinger med hinanden, som vi vil se nedenfor.

monoatomiske elementer

Som vi så i begyndelsen, er monatomiske elementer de elementer, der under omgivende forhold eksisterer som individuelle atomer. Monatomisk betyder bogstaveligt “at have et enkelt atom” (præfikset mono- betyder “et”). Monatomiske grundstoffer er med andre ord dem, der under normale forhold ikke danner nogen form for kemisk binding eller deler elektroner med andre atomer, hverken ens eller forskellige fra dem selv.

Hvorfor eksisterer monoatomiske grundstoffer?

I en verden, hvor langt størstedelen af ​​grundstofferne i det periodiske system enten er knyttet til hinanden eller forbundet med andre grundstoffer, er det værd at stille spørgsmålet: hvorfor eksisterer monoatomiske grundstoffer?

Årsagen bag deres eksistens har at gøre med strukturen af ​​de atomer, der udgør disse elementer. Det viser sig, at alle monatomiske elementer deler en grundlæggende egenskab indbyrdes: de har meget mere stabile elektroniske konfigurationer end andre elementer, hvilket tillader dem at eksistere uden at skulle give, modtage eller dele elektroner med noget andet atom.

Faktisk er grunden til, at alle de andre grundstoffer i det periodiske system danner molekyler og kemiske forbindelser, hvori deres atomer udveksler elektroner med hinanden, netop fordi de ved at gøre det får den elektroniske konfiguration af monoatomiske grundstoffer.

Monatomiske elementers egenskaber

• De er inerte gasser ved stuetemperatur.
• De har meget lave smelte- og kogepunkter.
• De er meget ureaktive elementer, der normalt ikke kombineres med andre elementer.
• To af dem er radioaktive, hvoraf den ene er et syntetisk (kunstigt opnået) grundstof.

Eksempler på monoatomiske grundstoffer

De monoatomiske grundstoffer er dem, der tilhører gruppen af ​​ædelgasser. Med andre ord svarer de til de 7 elementer i gruppe 18 (tidligere gruppe VIII-A) i det periodiske system, som er:

• Helium (han)
• Neon (Ne)
• Argon (Ar)
• Krypton (Kr)
• Xenon (Xe)
• Radon (Rn)
• Oganeson (Og)

Er metaller monoatomiske grundstoffer?

Et hyppigt spørgsmål blandt kemistuderende er, om metaller betragtes som monoatomiske grundstoffer. Årsagen er, at metaller, ligesom monoatomiske grundstoffer, altid blot repræsenteres af deres kemiske symbol, uden brug af nogen underskrift for at antyde, at de danner molekyler.

Enhver, der sammenligner de to sager uden yderligere oplysninger, vil naturligvis komme til samme konklusion. Men som nævnt for et øjeblik siden danner metaller faktisk omfattende tredimensionelle krystalgitter af millioner af atomer forbundet med metallisk binding. Det, der er repræsenteret i reaktionerne, er ikke andet end deres empiriske formel (da da de ikke danner molekyler, har de ikke en molekylær formel).

Så metaller er ikke monoatomiske grundstoffer. De deler ikke nogen af ​​disse grundstoffers karakteristika, og de kan heller ikke eksistere under normale forhold som monoatomiske arter adskilt fra hinanden.

“monatomisk guld”

Dette er et godt tidspunkt at præcisere, at det at være et metal og vide, at metaller ikke er monoatomiske elementer, er guld heller ikke. Monatomisk guld eksisterer med andre ord ikke. Forklaringen kommer fra det faktum, at en landmand i Arizona, USA, ved navn David Hudson, for omkring 50 år siden erklærede, at han havde opdaget en ny form for stof, som han kaldte “Orbitally Rearranged Monatomic Elements” eller ORME’er for deres akronym. på engelsk. Ifølge landmanden kan metaller som guld, sølv og aluminium danne ORME’er, der angiveligt har mirakuløse egenskaber.

I dag sælges disse ORME’er under forskellige handelsnavne såsom mirakelkure mod kræft, kosttilskud, der er i stand til at forbedre nervesystemets funktion, og en lang række andre udokumenterede påstande.

Selvom virkningerne af disse stoffer endda kunne diskuteres (selvom videnskabelig konsistens er praktisk talt ikke-eksisterende), er det sikkert, at de på ingen måde indeholder nogen monoatomiske elementer, meget mindre individuelle atomer af overgangsmetaller såsom guld. Det er blot et vildledende handelsnavn.

Referencer

Cabot Pol F., P.F. (2019, juli). ORME’s (Orbitally Rearranged Monoatomic Elements). Hentet fra https://www.researchgate.net/publication/334452137_ORMEs_Orbitally_Rearranged_Monoatomic_Elements

Ædelgassers forekomst, fremstilling og egenskaber. (n.d.). hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963

Det periodiske system. (2020, 30. oktober). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806

National Geographic Spanien. (2021, 6. april). National geografi. Hentet fra https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988