단원자 가스

물리학과 화학에서 "단원자"는 "단일 원자"와 "원자"의 합성어이며 "단일 원자"를 의미합니다.그것은 보통 가스에 적용된다: 단원자 가스는 원자가 서로 결합되지 않은 가스이다.온도와 압력의 표준 조건의 예로는 모든 희가스(헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈)가 포함되지만, 모든 화학 원소는 충분히 높은 온도(또는 매우 낮은 압력)에서 기체 단계에서 단원자입니다.단원자 가스의 열역학적 거동은 다원자 가스에 비해 훨씬 간단하다. 왜냐하면 다원자 ^[1]가스는 회전 또는 진동 에너지가 없기 때문이다.

희가스

표준 온도 및 압력(STP)에서 안정적인 단일 원자(분자가 아님)인 유일한 화학 원소는 귀가스입니다.헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈입니다.귀한 가스는 완전한 외부 원자가 껍데기를 가지고 있어 오히려 반응하지 않는 ^[2]종이다.이 원소들은 역사적으로 완전히 불활성인 것으로 묘사되어 왔지만, 화학 화합물은 ^[3]네온과 헬륨을 제외한 모든 것으로 합성되었다.

질소(N₂)와 같은 동핵 이원자 가스와 함께 그룹화 될 때, 귀한 가스는 화학 화합물인 분자와 구별하기 위해 "원소 가스"라고 불립니다.

열역학 특성

단원자 기체에서 원자의 가능한 유일한 움직임은 변환이다(상온에서 전자 들뜸은 중요하지 않다).따라서 등분할정리에 의해 열역학적 온도 T에서 단원자 가스의 단일 원자의 운동에너지는 $(\displaystyle\frac{$$3}{2}}$k_{b})로 주어진다.$T$ 여기서_b k는 볼츠만의 상수입니다.원자의 1몰은 아보가드로 ${\displaystyle {\mathcal{}}_{}}$($N$ a $\$displaystyle $\mathcal {N}_{a$를 포함하므로, 단원자 가스의 원자 1몰의 에너지는 ${\displaystyle {\mathcal{}}_{}}$ ${\displaystyle N_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle 32R}$ $(\display\frac {3}{2}}k_{b})$이다.$T{\mathcal {N}}_{a}=blac {3}{2}}$$RT$ 여기서 R은 가스 상수입니다.

단열 공정에서 단원자 가스는 회전(실온에서의 진동은 아님)이 기여하는 이상적인 이원자 가스의 7/5와 달리 5/3의 이상화된 δ-인자(C_p/C_v)를 갖는다.또한 이상적인 단원자 ^[4][5][6]가스의 경우:

레퍼런스