単原子要素とは何ですか?なぜそれらは存在するのですか?

単原子元素は、個々の原子で構成される特殊なタイプの化学元素です。つまり、それらはすべての原子が互いに等しい純粋な物質であり、それらの間にいかなる種類の化学結合も存在しません。

これらの元素のほとんどは非常に豊富に存在し、宇宙全体に自然に存在します。単純な概念ですが、それをよく理解するためには、まず原子とは何か、元素とは何か、両者をどのように認識するかを理解する必要があります。

原子

単原子要素の概念の根底にあるのは原子です。すべての物質は、原子と呼ばれる目に見えない小さな粒子で構成されています。原子は、陽子 (正電荷を持つ) と中性子 (電荷を持たない) が存在する原子核と、その周りを移動する負電荷を帯びた電子の雲で構成されています。原子の物理的および化学的性質は、含まれる陽子と電子の数によって異なります。実際、原子核内の陽子の数によって、特定の原子がどの化学元素に属するかが決まります。

化学元素とは何ですか？

化学元素とは、他の単純な物質に分解できない、または物理的または化学的プロセスによって分解できない純粋な物質であると理解されています。微視的には、これらの物質は 1 つのクラスの原子のみで構成されています。

化学元素は、周期表に記載されているものです。すべての化学元素には、異なる種類の原子があります。したがって、炭素元素は、互いに同じ炭素原子で構成されていますが、たとえば、水銀元素のサンプルに存在する原子とは異なります (写真を参照)。

化学元素はさまざまな形で表示されます。

• 場合によっては、元素の原子がいくつかの原子が結合して分子を形成する種を形成することがあります。いくつかの例は、塩素ガス (Cl ₂ ) オゾン (O ₃ ) および白リン (P ₄ ) です。
• 他の元素は、グラファイトやダイヤモンド (両方とも炭素原子で構成されています) など、何千もの原子が結合した共有結合の 2 次元または 3 次元ネットワークを形成します。
• 次に、金属があります。これは、各原子がそれと同じように他のいくつかの原子に囲まれ、それらが金属結合によって結合された三次元結晶を形成します.

ただし、以下に示すように、原子が互いにいかなる種類の結合も形成しない他の要素があります。

単原子元素

最初に見たように、単原子元素は、周囲条件下で個々の原子として存在する元素です。Monatomic は、文字通り「単一の原子を持つ」ことを意味します (接頭辞 mono- は「1」を意味します)。言い換えれば、単原子元素は、通常の条件下では、化学結合を形成したり、他の原子と電子を共有したりせず、同じでも異なっていてもいない元素です。

単原子元素はなぜ存在するのですか？

周期表の元素の大部分が互いにリンクしているか、他の元素とリンクしている世界では、なぜ単原子元素が存在するのかという質問をする価値があります。

それらの存在の背後にある理由は、これらの要素を構成する原子の構造に関係しています。すべての単原子元素は、他の元素よりもはるかに安定した電子配置を持っているため、他の原子と電子を与えたり、受け取ったり、共有したりする必要なく存在することができます。

実際、周期律表の他のすべての元素が、原子が互いに電子を交換する分子や化合物を形成する理由は、まさにその際に単原子元素の電子配置を獲得するためです。

単原子元素の性質

• それらは室温で不活性ガスです。
• それらは非常に低い融点と沸点を持っています。
• それらは通常、他の要素と結合しない非常に非反応性の要素です。
• そのうちの 2 つは放射性で、そのうちの 1 つは合成 (人工的に得られた) 元素です。

単原子要素の例

単原子元素は、希ガスのグループに属する元素です。つまり、周期表の第 18 族 (以前の第 VIII-A 族) の 7 つの元素に対応しています。

• ヘリウム (He)
• ネオン（ネ）
• アルゴン（Ar）
• クリプトン (Kr)
• キセノン (Xe)
• ラドン (Rn)
• オガネソン（Og）

金属は単原子元素ですか？

化学の学生の間でよくある質問は、金属が単原子元素と見なされるかどうかです。その理由は、単原子元素と同様に、金属は常に単純に化学記号で表され、分子を形成することを示唆する下付き文字は使用されないためです。

当然のことながら、追加情報なしで 2 つのケースを比較すると、誰でも同じ結論に達するでしょう。しかし、少し前に述べたように、金属は実際には、金属結合によって結合された何百万もの原子の広大な 3 次元結晶格子を形成します。反応で表されるのは、経験式にすぎません (分子を形成しないため、分子式を持たないため)。

したがって、金属は単原子元素ではありません。それらはこれらの元素の特徴を共有しておらず、通常の条件下では互いに分離された単原子種として存在できません。

「単原子ゴールド」

これは、金属であり、金属は単原子元素ではなく、金でもないことを知っていることを明確にする良い機会です. つまり、単原子の金は存在しません。この説明は、約 50 年前、米国アリゾナ州の農夫 David Hudson が、新しい形の物質を発見したと宣言したという事実に由来しています。英語で。農家によると、金、銀、アルミニウムなどの金属は、奇跡的な特性を持つと思われるORMEを形成する可能性があります.

今日、これらのORMEは、奇跡的な癌治療、神経系の機能を改善できるサプリメント、その他の根拠のない多くの主張など、さまざまな商品名で販売されています.

これらの物質の影響については議論の余地さえありますが (科学的な一貫性は事実上存在しませんが)、確かなことは、それらが単原子元素を含んでおらず、ましてや金などの遷移金属の個々の原子を含んでいないことです。ただの誤解を招く商品名です。

参考文献

Cabot Pol F.、P.F. (2019 年 7 月)。ORME’s (軌道再構成単原子元素)。https://www.researchgate.net/publication/334452137_ORMEs_Orbitally_Rearranged_Monoatomic_Elementsから取得

希ガスの発生、調製および特性。(nd)。https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963から取得

周期表。（2020年10月30日）。https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806から取得

ナショナル ジオグラフィック スペイン. (2021 年 4 月 6 日)。ナショナル・ジオグラフィック。https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988から取得