ในฟิสิกส์และเคมีคำว่า "โมโนอะตอมิก" เป็นการรวมกันของคำว่า "โมโน" และ "อะตอมิก" ซึ่งหมายถึง " อะตอม เดี่ยว " โดยทั่วไปจะใช้กับแก๊ส แก๊สโมโนอะตอมิกคือแก๊สที่อะตอมไม่ได้ยึดติดกัน ตัวอย่างที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานได้แก่แก๊สเฉื่อยทั้งหมด( ฮีเลียมนีออนอาร์กอนคริปตอนซีนอนและเรดอน)แม้ว่าธาตุเคมี ทั้งหมด จะเป็นโมโนอะตอมิกในสถานะแก๊สที่อุณหภูมิสูงเพียงพอ (หรือความดันต่ำมาก) พฤติกรรม ทางเทอร์โมไดนามิก ของแก๊สโมโนอะตอ มิกนั้นง่ายกว่ามากเมื่อเทียบกับแก๊สโพลีอะตอมิก เนื่องจากไม่มีพลังงานการหมุนหรือ การ สั่น^{[ 1 ]}

ธาตุเคมีเพียงชนิดเดียวที่เป็นอะตอม เดี่ยวที่เสถียร (ดังนั้นจึงไม่ใช่โมเลกุล ) ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน ( STP) คือก๊าซเฉื่อยได้แก่ฮีเลียมนีออนอาร์กอนคริปตอนซีนอนและเรดอนก๊าซเฉื่อยมีวงโคจรชั้นนอกที่เต็ม ทำให้เป็นสารที่ไม่ทำปฏิกิริยา^{[ 2 ]}แม้ว่าในอดีตจะมีการอธิบายธาตุเหล่านี้ว่าเฉื่อยโดยสมบูรณ์ แต่ก็มีการสังเคราะห์สารประกอบทางเคมีขึ้นได้กับธาตุทั้งหมด ยกเว้นนีออนและฮีเลียม^{[ 3 ]}

เมื่อจัดกลุ่มรวมกับ ก๊าซ ไดอะตอมิกชนิดเดียวกัน เช่นไนโตรเจน (N₂ ก๊าซเฉื่อยจะถูกเรียกว่า "ก๊าซธาตุ" เพื่อแยกแยะออกจากโมเลกุลซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมี เช่น กัน

การเคลื่อนที่ที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวของอะตอมในก๊าซโมโนอะตอมคือการเคลื่อนที่เชิงเส้น (การกระตุ้นทางอิเล็กตรอนไม่สำคัญที่อุณหภูมิห้อง) ดังนั้น ตามทฤษฎีการแบ่งส่วนพลังงานอย่างเท่าเทียมกัน พลังงานจลน์ของอะตอมเดี่ยวในก๊าซโมโนอะตอมที่อุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกTจะกำหนดโดย${\displaystyle {\frac {3}{2}}k_{\text{B}}T}$โดยที่k คือค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ อะตอมหนึ่งโมลประกอบด้วยเลขอะโวกาโด (${\displaystyle N_{\text{A}}}$) ของอะตอม ดังนั้นพลังงานของอะตอมหนึ่งโมลของก๊าซอะตอมเดี่ยวคือ${\displaystyle {\frac {3}{2}}k_{\text{B}}TN_{\text{A}}={\frac {3}{2}}RT}$โดยที่Rคือ ค่าคง ที่ของแก๊ส

ในกระบวนการอะเดียแบติกก๊าซโมโนอะตอมจะมี ค่า γ -factor ( C / C ) ในอุดมคติเท่ากับ 5/3 ซึ่งตรงข้ามกับ 7/5 สำหรับ ก๊าซได อะตอม ในอุดมคติ ที่การหมุน (แต่ไม่ใช่การสั่นที่อุณหภูมิห้อง) ก็มีส่วนช่วยด้วย นอกจากนี้ สำหรับก๊าซโมโนอะตอมในอุดมคติ: ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}