En física y química , "monoatómico" es una combinación de las palabras "mono" y "atómico", y significa " átomo único ". Suele aplicarse a los gases : un gas monoatómico es un gas en el que los átomos no están unidos entre sí. Los ejemplos en condiciones estándar de temperatura y presión incluyen todos los gases nobles ( helio , neón , argón , criptón , xenón y radón ), aunque todos los elementos químicos serán monoatómicos en la fase gaseosa a una temperatura suficientemente alta (o presión muy baja). El comportamiento termodinámico de un gas monoatómico es mucho más simple en comparación con el de los gases poliatómicos porque está libre de cualquier energía rotacional o vibratoria . [1]
Los únicos elementos químicos que son átomos individuales estables (por lo que no son moléculas ) a temperatura y presión estándar (STP) son los gases nobles . Estos son helio , neón , argón , criptón , xenón y radón . Los gases nobles tienen una capa de valencia exterior completa, lo que los convierte en especies más bien no reactivas. [2] Si bien estos elementos han sido descritos históricamente como completamente inertes, se han sintetizado compuestos químicos con todos menos neón y helio. [3]
Cuando se agrupan con los gases diatómicos homonucleares como el nitrógeno (N 2 ), los gases nobles se denominan "gases elementales" para distinguirlos de las moléculas que también son compuestos químicos .
El único movimiento posible de un átomo en un gas monoatómico es la traslación (la excitación electrónica no es importante a temperatura ambiente). Así, según el teorema de equipartición , la energía cinética de un solo átomo de un gas monoatómico a una temperatura termodinámica T viene dada por , donde k B es la constante de Boltzmann . Un mol de átomos contiene un número de Avogadro ( ) de átomos, de modo que la energía de un mol de átomos de un gas monoatómico es , donde R es la constante del gas .
En un proceso adiabático , los gases monoatómicos tienen un factor γ idealizado ( C p / C v ) de 5/3, a diferencia de 7/5 para los gases diatómicos ideales donde la rotación (pero no la vibración a temperatura ambiente) también contribuye. Además, para gases monoatómicos ideales: [4] [5] [6]
