Hva er monatomiske elementer og hvorfor eksisterer de?

Monatomiske elementer er en spesiell type kjemiske elementer som består av individuelle atomer . Det vil si at de er rene stoffer der alle atomene er like med hverandre, og heller ikke har noen form for kjemisk binding mellom dem.

De fleste av disse elementene er svært rikelig og kan finnes naturlig i hele universet. Selv om det er et enkelt konsept, for å forstå det godt, er det først og fremst nødvendig å forstå hva som er et atom, hva som er et kjemisk element og hvordan man gjenkjenner begge deler.

Atomet

I bunnen av begrepet monoatomiske elementer er atomet. All materie består av små usynlige partikler kalt atomer. Atomer er bygd opp av en kjerne der det er protoner (med positiv ladning) og nøytroner (uten elektrisk ladning), og en sky av negativt ladede elektroner som beveger seg rundt den. De fysiske og kjemiske egenskapene til atomer avhenger av antall protoner og elektroner det inneholder. Faktisk avgjør antallet protoner i kjernen hvilket kjemisk grunnstoff et bestemt atom tilhører.

Hva er et kjemisk grunnstoff?

Et kjemisk grunnstoff forstås å være det rene stoffet som ikke kan spaltes til andre enklere stoffer eller gjennom fysiske eller kjemiske prosesser. Mikroskopisk sett består disse stoffene av bare én klasse atomer.

De kjemiske grunnstoffene er de som er oppført i det periodiske systemet. For hvert kjemisk grunnstoff er det en annen type atom. Dermed er grunnstoffet karbon bygd opp av karbonatomer som er like hverandre, men som er forskjellige fra atomene som finnes i en prøve av grunnstoffet kvikksølv (se bilde), for eksempel.

Kjemiske elementer kan forekomme i forskjellige former:

• I noen tilfeller kan atomene til et grunnstoff danne arter der flere atomer er koblet sammen, og dermed danne molekyler. Noen eksempler er gassformig klor (Cl ₂ ), ozon (O ₃ ) og hvitt fosfor (P ₄ ).
• Andre grunnstoffer danner kovalente to- eller tredimensjonale nettverk med tusenvis av atomer bundet sammen, slik som grafitt og diamant (begge består av karbonatomer).
• Så er det metaller, som danner tredimensjonale krystaller der hvert atom er omgitt av flere andre atomer akkurat som det, og hvor de er forbundet med den metalliske bindingen.

Det er imidlertid andre grunnstoffer der atomene ikke danner noen form for bindinger med hverandre, som vi vil se nedenfor.

monoatomiske elementer

Som vi så i begynnelsen, er monatomiske elementer de elementene som under omgivelsesforhold eksisterer som individuelle atomer. Monatomisk betyr bokstavelig talt «å ha et enkelt atom» (prefikset mono- betyr «ett»). Monatomiske elementer er med andre ord de som under normale forhold ikke danner noen form for kjemisk binding eller deler elektroner med andre atomer, verken like eller forskjellige fra seg selv.

Hvorfor eksisterer monoatomiske elementer?

I en verden der det store flertallet av elementene i det periodiske systemet enten er knyttet til hverandre eller knyttet til andre elementer, er det verdt å stille spørsmålet: hvorfor eksisterer monoatomiske elementer?

Årsaken bak deres eksistens har å gjøre med strukturen til atomene som utgjør disse elementene. Det viser seg at alle monatomiske elementer deler en grunnleggende egenskap seg imellom: de har mye mer stabile elektroniske konfigurasjoner enn andre elementer, noe som gjør at de kan eksistere uten å måtte gi, motta eller dele elektroner med noe annet atom.

Faktisk er grunnen til at alle de andre grunnstoffene i det periodiske systemet danner molekyler og kjemiske forbindelser der atomene deres utveksler elektroner med hverandre, nettopp fordi de ved å gjøre det får den elektroniske konfigurasjonen av monoatomiske elementer.

Egenskaper til monoatomiske elementer

• De er inerte gasser ved romtemperatur.
• De har svært lave smelte- og kokepunkter.
• De er veldig lite reaktive elementer som vanligvis ikke kombineres med andre elementer.
• To av dem er radioaktive, hvorav den ene er et syntetisk (kunstig oppnådd) grunnstoff.

Eksempler på monoatomiske elementer

De monoatomiske elementene er de som tilhører gruppen av edelgasser. Med andre ord tilsvarer de de 7 elementene i gruppe 18 (tidligere gruppe VIII-A) i det periodiske systemet, som er:

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

Er metaller monoatomiske elementer?

Et hyppig spørsmål blant kjemistudenter er om metaller regnes som monoatomiske elementer. Årsaken er at, i likhet med monoatomiske elementer, er metaller alltid bare representert med deres kjemiske symbol, uten bruk av noen underskrift for å antyde at de danner molekyler.

Naturligvis vil alle som sammenligner de to sakene uten ytterligere informasjon komme til samme konklusjon. Imidlertid, som nevnt for et øyeblikk siden, danner metaller faktisk omfattende tredimensjonale krystallgitter av millioner av atomer koblet sammen ved metallisk binding. Det som er representert i reaksjonene er ikke annet enn deres empiriske formel (siden, siden de ikke danner molekyler, har de ikke en molekylformel).

Så metaller er ikke monoatomiske elementer. De deler ikke noen av egenskapene til disse elementene og kan heller ikke eksistere, under normale forhold, som monoatomiske arter skilt fra hverandre.

«monatomisk gull»

Dette er et godt tidspunkt å avklare at, å være et metall og vite at metaller ikke er monoatomiske elementer, det er heller ikke gull. Monatomisk gull eksisterer med andre ord ikke. Forklaringen kommer fra det faktum at for rundt 50 år siden erklærte en bonde i Arizona, USA, ved navn David Hudson, at han hadde oppdaget en ny form for materie som han kalte «Orbitally Rearranged Monatomic Elements» eller ORMEs, for deres akronym. på engelsk. Ifølge bonden kan metaller som gull, sølv og aluminium danne ORME-er som visstnok har mirakuløse egenskaper.

I dag selges disse ORME-ene under forskjellige handelsnavn som mirakelkreftkurer, kosttilskudd som kan forbedre funksjonen til nervesystemet og en rekke andre udokumenterte påstander.

Selv om effekten av disse stoffene til og med kan diskuteres (selv om vitenskapelig konsistens er praktisk talt ikke-eksisterende), er det sikkert at de på ingen måte inneholder noen monoatomiske elementer, langt mindre individuelle atomer av overgangsmetaller som gull. Det er bare et misvisende handelsnavn.

Referanser

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

Forekomsten, fremstillingen og egenskapene til edelgasser. (n.d.). hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963

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

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