
【化】 monatomic gas
odd; single
【醫】 azygos; mon-; mono-; uni-
atom; atomy
【計】 atom
【化】 atom
【醫】 atom
gas
【化】 gas
【醫】 gas; pneuma-; pneumato-
單原子氣體(Monatomic Gas)是指由單個原子構成的物質在氣态下的存在形式。這類氣體的基本組成單位是獨立的原子,而非由多個原子通過化學鍵結合的分子結構。常見實例包括惰性氣體(如氦He、氖Ne、氩Ar)及某些金屬蒸氣(如鈉蒸氣、汞蒸氣)。
從物理性質分析,單原子氣體的熱力學行為遵循理想氣體定律(Ideal Gas Law): $$ PV = nRT $$ 其中動能僅包含平動自由度,比多原子氣體更易于理論建模。其定容熱容($C_V$)為$frac{3}{2}R$,這一特性在統計力學中可通過能量均分定理推導。
工業應用中,氩氣作為單原子氣體廣泛用于金屬焊接保護,氦氣則因低密度特性應用于超導磁體冷卻。天文學領域,星際介質中的單原子氫(HI區)是研究星系演化的重要觀測對象。
術語标準參考國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)金皮書定義,相關概念可見《物理化學術語手冊》(DOI:10.1351/goldbook.M04019)。中文釋義對應《現代漢語科技詞典》(ISBN 978-7-100-11265-3)第482頁。
單原子氣體是指由單個原子獨立構成分子形式的氣體,其分子結構中不含化學鍵。這類氣體通常化學性質極不活潑,常見于稀有氣體(舊稱惰性氣體)。
原子結構
每個氣體分子僅含一個原子,例如氦(He)、氖(Ne)等。這類原子的最外層電子處于穩定狀态(如8電子或2電子構型),因此難以與其他物質發生化學反應。
物理性質
具有低密度、低沸點等特性。例如氖氣在标準狀況下的密度為0.89994 g/L,沸點低至-246.08℃。
化學性質
由于原子核對外層電子束縛力強,單原子氣體幾乎不參與化學反應。例如氩氣(Ar)在焊接中用作保護氣體,正是利用其穩定性。
理想氣體狀态方程 $$PV = nRT$$ 同樣適用于單原子氣體,因其分子間作用力微弱,更接近理想氣體模型。
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