В физике и химии «одноатомный» представляет собой комбинацию слов «моно» и «атомный» и означает «одиночный атом ». Обычно его применяют к газам : одноатомный газ — это газ, в котором атомы не связаны друг с другом. Примеры стандартных условий температуры и давления включают все благородные газы ( гелий , неон , аргон , криптон , ксенон и радон ), хотя все химические элементы будут одноатомными в газовой фазе при достаточно высокой температуре (или очень низком давлении). Термодинамическое поведение одноатомного газа намного проще по сравнению с многоатомными газами , поскольку он лишен какой-либо вращательной или колебательной энергии . [1]
Единственными химическими элементами, которые представляют собой стабильные отдельные атомы (поэтому они не являются молекулами ) при стандартной температуре и давлении (STP), являются благородные газы . Это гелий , неон , аргон , криптон , ксенон и радон . Благородные газы имеют полную внешнюю валентную оболочку, что делает их довольно нереакционноспособными. [2] Хотя эти элементы исторически описывались как полностью инертные, химические соединения были синтезированы со всеми ними, кроме неона и гелия. [3]
Когда благородные газы группируются вместе с гомоядерными двухатомными газами, такими как азот (N 2 ), их называют «элементарными газами», чтобы отличить их от молекул, которые также являются химическими соединениями .
Единственно возможным движением атома в одноатомном газе является поступательное (электронное возбуждение не имеет значения при комнатной температуре). Таким образом , по теореме о равнораспределении кинетическая энергия одного атома одноатомного газа при термодинамической температуре T определяется выражением , где k b - постоянная Больцмана . Один моль атомов содержит число Авогадро ( ) атомов, так что энергия одного моля атомов одноатомного газа равна , где R — газовая постоянная .
В адиабатическом процессе одноатомные газы имеют идеализированный γ -фактор ( C p / C v ) 5/3, в отличие от 7/5 для идеальных двухатомных газов, где также способствует вращение (но не вибрация при комнатной температуре). Также для идеальных одноатомных газов: [4] [5] [6]
