Vad är monatomiskt inom kemi?

I kemi avser termen "monatomic" ofta ett tillstånd när element förekommer i form av enstaka atomer som inte är bundna till andra atomer. Detta inträffar mestadels med gaser, och alla element kan uppnå detta enatomatillstånd vid tillräckligt höga temperaturer. Var och en av de så kallade ädelgaserna - helium, neon, argon, krypton, xenon och radon - är naturligtvis en monatomisk gas vid standardtemperatur och tryck. Termen har en något annan betydelse när det gäller joner, eftersom monatomiska joner består av endast ett element, men varje sådan jon kan innehålla flera atomer av det enda elementet. En besläktad kemi term är diatomic, som avser en molekyl som består av två atomer som antingen kan vara av samma element eller av två olika element.

Element förekommer sällan i ett monatomiskt tillstånd, särskilt om de inte är i gasform. Detta beror på att atomer tenderar att klustras ihop. I fysisk kemi beskrivs denna attraktion mellan atomer och molekyler i detalj av van der Waal kraft. De ädla gaserna består av mycket stabila atomer och har en låg kemisk reaktivitet, varför de lättare kan existera i monatomiskt tillstånd. Dessa gaser har också andra egenskaper, inklusive att de inte har någon färg eller lukt.

Joner är partiklar med en negativ laddning, även kallad anjoner, eller en positiv laddning, även kallad katjoner. Polyatomiska joner består av två eller flera element. Monatomiska joner består av ett element, och det finns två typer av denna typ av jon. Typ I är joner som består av ett enda element som alltid har samma laddning i jonform och bildar antingen katjoner eller anjoner. Exempel på detta är silver- och zinkjoner. Typ II-joner består också av ett enda element, men i jonform kan dessa element bilda både anjoner och katjoner, som är fallet med järn och koppar.

Egenskaperna hos en enda atom i ett element kan vara annorlunda än egenskaperna hos kluster av atomer i samma element. Monatomiskt guld har till exempel en annan färg och olika ledande egenskaper än kluster av guldatomer. Väte förekommer vanligtvis i form av en gas, där två väteatomer bildar en vätemolekyl. Monatomväte är mycket sällsynt och mycket instabilt, men forskare tror att det kan användas som ett kraftfullt bränsle, till exempel för rymdresor.