Vad är monoatomiska element och varför finns de?

Monatomiska grundämnen är en speciell typ av kemiska grundämnen som består av individuella atomer . Det vill säga, de är rena ämnen där alla atomer är lika med varandra, och inte heller uppvisar någon typ av kemisk bindning mellan dem.

De flesta av dessa grundämnen är mycket rikliga och kan hittas naturligt i hela universum. Även om det är ett enkelt koncept, för att förstå det väl är det nödvändigt att först och främst förstå vad som är en atom, vad som är ett kemiskt element och hur man känner igen båda.

Atomen

I basen av begreppet monoatomiska element är atomen. All materia består av små osynliga partiklar som kallas atomer. Atomer är uppbyggda av en kärna där det finns protoner (med positiv laddning) och neutroner (utan elektrisk laddning), och ett moln av negativt laddade elektroner som rör sig runt den. Atomernas fysikaliska och kemiska egenskaper beror på antalet protoner och elektroner den innehåller. Faktum är att antalet protoner i kärnan avgör vilket kemiskt element en viss atom tillhör.

Vad är ett kemiskt grundämne?

Med ett kemiskt grundämne menas det rena ämne som inte kan brytas ned till andra enklare ämnen eller genom fysikaliska eller kemiska processer. Mikroskopiskt är dessa ämnen uppbyggda av endast en klass av atomer.

De kemiska grundämnena är de som är listade i det periodiska systemet. För varje kemiskt grundämne finns det en annan sorts atom. Grundämnet kol är alltså uppbyggt av kolatomer som är lika varandra, men som skiljer sig från de atomer som finns i ett prov av grundämnet kvicksilver (se exempelvis bild).

Kemiska grundämnen kan förekomma i olika former:

• I vissa fall kan ett grundämnes atomer bilda arter där flera atomer är sammanlänkade och på så sätt bilda molekyler. Några exempel är gasformigt klor (Cl ₂ ), ozon (O ₃ ) och vit fosfor (P ₄ ).
• Andra grundämnen bildar kovalenta två- eller tredimensionella nätverk med tusentals atomer bundna tillsammans, såsom grafit och diamant (båda består av kolatomer).
• Sedan finns det metaller, som bildar tredimensionella kristaller där varje atom är omgiven av flera andra atomer precis som den, och i vilka de är sammanlänkade genom den metalliska bindningen.

Det finns dock andra grundämnen där atomerna inte bildar någon form av bindningar med varandra, som vi kommer att se nedan.

monoatomiska element

Som vi såg i början är monoatomiska element de element som under omgivningsförhållanden existerar som individuella atomer. Monatomisk betyder bokstavligen ”att ha en enda atom” (prefixet mono- betyder ”en”). Monatomiska element är med andra ord de som under normala förhållanden inte bildar någon typ av kemisk bindning eller delar elektroner med andra atomer, varken lika eller olika de själva.

Varför finns det monoatomiska element?

I en värld där de allra flesta av det periodiska systemets element antingen är kopplade till varandra eller kopplade till andra element, är det värt att ställa frågan: varför existerar monoatomiska element?

Orsaken bakom deras existens har att göra med strukturen hos atomerna som utgör dessa element. Det visar sig att alla monoatomiska element delar en grundläggande egenskap sinsemellan: de har mycket stabilare elektroniska konfigurationer än andra element, vilket gör att de kan existera utan att behöva ge, ta emot eller dela elektroner med någon annan atom.

Faktum är att anledningen till att alla andra grundämnen i det periodiska systemet bildar molekyler och kemiska föreningar där deras atomer utbyter elektroner med varandra, är just för att de genom att göra det förvärvar den elektroniska konfigurationen av monoatomiska element.

Egenskaper hos monoatomiska element

• De är inerta gaser vid rumstemperatur.
• De har mycket låga smält- och kokpunkter.
• De är mycket oreaktiva grundämnen som vanligtvis inte kombineras med andra grundämnen.
• Två av dem är radioaktiva, varav en är ett syntetiskt (artificiellt erhållet) grundämne.

Exempel på monoatomiska element

De monoatomiska elementen är de som tillhör gruppen ädelgaser. Med andra ord, de motsvarar de 7 elementen i grupp 18 (tidigare grupp VIII-A) i det periodiska systemet, som är:

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

Är metaller monoatomiska element?

En vanlig fråga bland kemistudenter är om metaller anses vara monoatomiska element. Anledningen är att metaller, precis som monoatomiska grundämnen, alltid helt enkelt representeras av sin kemiska symbol, utan användning av några subskript för att antyda att de bildar molekyler.

Naturligtvis skulle den som jämför de två fallen utan ytterligare information komma till samma slutsats. Men, som nämnts för ett ögonblick sedan, bildar metaller faktiskt omfattande tredimensionella kristallgitter av miljontals atomer sammanlänkade genom metallisk bindning. Det som representeras i reaktionerna är inget annat än deras empiriska formel (eftersom de inte bildar molekyler har de ingen molekylformel).

Så metaller är inte monoatomiska element. De delar inte några av dessa grundämnens egenskaper och kan inte heller existera, under normala förhållanden, som monoatomiska arter separerade från varandra.

”monatomiskt guld”

Det här är ett bra tillfälle att förtydliga att, att vara en metall och veta att metaller inte är monoatomiska element, inte heller guld. Monatomiskt guld existerar med andra ord inte. Förklaringen kommer från det faktum att en bonde i Arizona, USA, vid namn David Hudson, för omkring 50 år sedan deklarerade att han hade upptäckt en ny form av materia som han kallade ”Orbitally Rearranged Monatomic Elements” eller ORMEs, för deras förkortning. på engelska. Enligt bonden kan metaller som guld, silver och aluminium bilda ORME som ska ha mirakulösa egenskaper.

Idag säljs dessa ORME:er under olika handelsnamn såsom mirakelcancerkurer, kosttillskott som kan förbättra nervsystemets funktion och en mängd andra ogrundade påståenden.

Även om effekterna av dessa ämnen till och med skulle kunna diskuteras (även om vetenskaplig konsistens är praktiskt taget obefintlig), är det säkert att de inte på något sätt innehåller några monoatomiska element, än mindre enskilda atomer av övergångsmetaller som guld. Det är bara ett missvisande handelsnamn.

Referenser

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

Ädelgasernas förekomst, beredning och egenskaper. (n.d.). hämtat från https://espanol.libretexts.org/@go/page/1963

Det periodiska systemet. (2020, 30 oktober). Hämtad från https://espanol.libretexts.org/@go/page/1806

National Geographic Spanien. (2021, 6 april). Nationella geografiska. Hämtad från https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/tabla-periodica-forma-ordenar-elementos-quimicos_15988