In de chemie, wat is monatomisch?
In de chemie verwijst de term "monatomisch" vaak naar een toestand waarin elementen voorkomen in de vorm van afzonderlijke atomen die niet aan andere atomen zijn gebonden. Dit gebeurt meestal met gassen en alle elementen kunnen deze toestand met één atoom bereiken bij voldoende hoge temperaturen. Elk van de zogenaamde edelgassen - helium, neon, argon, krypton, xenon en radon - is van nature een monatomisch gas bij standaardtemperatuur en -druk. De term heeft een enigszins verschillende betekenis als het gaat om ionen, omdat monatomische ionen uit slechts één element bestaan, maar elk dergelijk ion kan meerdere atomen van dat enkele element bevatten. Een verwante chemieterm is diatomisch, wat verwijst naar een molecuul dat bestaat uit twee atomen die uit hetzelfde element of uit twee verschillende elementen kunnen bestaan.
Elementen bestaan zelden in een monatomaire toestand, vooral als ze niet in gasvorm zijn. Dit komt omdat atomen de neiging hebben om samen te clusteren. In de fysische chemie wordt deze aantrekkingskracht tussen atomen en moleculen in detail beschreven door de kracht van de Van der Waal. De edelgassen bestaan uit zeer stabiele atomen en hebben een lage chemische reactiviteit, waardoor ze gemakkelijker in de monatomaire toestand kunnen bestaan. Deze gassen hebben ook andere kenmerken, waaronder geen kleur of geur.
Ionen zijn deeltjes met een negatieve lading, ook wel anionen genoemd, of een positieve lading, ook wel kationen genoemd. Polyatomische ionen bestaan uit twee of meer elementen. Monatomische ionen bestaan uit één element en er zijn twee soorten van dit soort ionen. Type I zijn ionen die bestaan uit één enkel element dat altijd dezelfde lading heeft in ionische vorm, die kationen of anionen vormt. Voorbeelden hiervan zijn zilver- en zinkionen. Type II ionen bestaan ook uit één enkel element, maar in ionische vorm kunnen deze elementen zowel anionen als kationen vormen, zoals het geval is met ijzer en koper.
De eigenschappen van een enkel atoom van een element kunnen verschillen van de eigenschappen van clusters van atomen van datzelfde element. Monatomisch goud heeft bijvoorbeeld een andere kleur en andere geleidende eigenschappen dan clusters van goudatomen. Waterstof komt meestal voor in de vorm van een gas, waarbij twee waterstofatomen één waterstofmolecuul vormen. Monatomische waterstof is zeer zeldzaam en zeer onstabiel, maar wetenschappers geloven dat het kan worden gebruikt als een krachtige brandstof, bijvoorbeeld voor ruimtevaart.