Характеристики і приклади інертних газів

The інертні гази, Також відомі як рідкісні або благородні гази, вони є такими, що не мають помітної реактивності. Слово "інертний" означає, що атоми цих газів не здатні утворювати ряд розглянутих сполук, а деякі з них, наприклад гелій, взагалі не реагують.

Таким чином, в просторі, зайнятому атомами інертних газів, вони будуть реагувати з дуже специфічними атомами, незалежно від умов тиску або температури, до яких вони піддаються. У періодичній таблиці вони складають групу VIIIA або 18, звані групою благородних газів.

Верхнє зображення відповідає колбі, заповненій ксеноном, збудженим електричним струмом. Кожен з благородних газів здатний блищати своїми кольорами через падіння електроенергії.

Інертні гази можна знайти в атмосфері, хоча і в різних пропорціях. Аргон, наприклад, має концентрацію 0,93% повітря, тоді як неон 0,0015%. Інші інертні гази виходять від Сонця і досягають Землі, або генеруються в її скелястих фундаментах, будучи виявлені як радіоактивні продукти.

Індекс

• 1 Характеристики інертних газів
  • 1.1 Повні валентні шари
  • 1.2 Взаємодія через сили Лондона
  • 1.3 Дуже низькі температури плавлення та кипіння
  • 1.4 Іонізаційні енергії
  • 1.5 Міцні зв'язки
• 2 Приклади інертних газів
  • 2.1 Гелій
  • 2.2 Неон, аргон, криптон, ксенон, радон
• 3 Посилання

Характеристики інертних газів

Інертні гази змінюються залежно від їх атомних кущів. Проте всі присутні ряд характеристик, що визначаються електронними структурами їх атомів.

Повні валентні шари

Проходячи через будь-який період періодичної таблиці зліва направо, електрони займають доступні орбіталі для електронного шару n. Після того, як орбіталі заповнили s, слідують d (з четвертого періоду), а потім орбіталі p.

Блок p характеризується наявністю електронної конфігурації nsnp, що дає початок максимальному числу восьми електронів, званих валентним октетом, ns²np⁶. Елементи, які представляють цей повністю заповнений шар, знаходяться в крайньому правому куті періодичної таблиці: елементи групи 18, а саме - благородні гази.

Тому всі інертні гази мають повні валентні шари з ns конфігурацією²np⁶. Таким чином, змінюється кількість n Ви отримуєте кожен з інертних газів.

Єдиним винятком з цієї особливості є гелій, чий n= 1 і тому не вистачає р орбіталей для цього енергетичного рівня. Таким чином, електронна конфігурація гелію становить 1s² і не має валентного октету, а двох електронів.

Взаємодія через сили Лондона

Атоми благородних газів можуть бути візуалізовані у вигляді ізольованих сфер з дуже малою тенденцією реагувати. Повноцінні валентні шари не потребують прийому електронів для утворення зв'язків, а також мають однорідне електронне поширення. Тому вони не утворюють зв'язків або між собою (на відміну від кисню, OR₂, O = O).

Будучи атомами, вони не можуть взаємодіяти один з одним диполь-дипольними силами. Таким чином, єдина сила, яка може утримувати миттєво два атоми інертних газів, - це сили Лондона або дисперсія.

Це пов'язано з тим, що, незважаючи на те, що вони є сферами з однорідним електронним розподілом, їхні електрони можуть виробляти дуже короткі миттєві диполі; достатньо для поляризації сусіднього атома інертного газу. Таким чином, два атоми B притягують один одного і протягом дуже короткого часу утворюють пару BB (не B-B зв'язок).

Дуже низькі температури плавлення і кипіння

Внаслідок слабких сил Лондона, які тримають свої атоми разом, вони ледве можуть взаємодіяти, щоб проявлятися як безбарвні гази. Для конденсації в рідкій фазі вони вимагають дуже низьких температур, щоб змусити їх атоми "уповільнити" і тривати довше взаємодії BBB ···.

Це також може бути досягнуто за рахунок підвищення тиску. Роблячи це, вони змушують свої атоми стикатися на високих швидкостях один з одним, змушуючи їх конденсуватися в рідини з дуже цікавими властивостями..

Якщо тиск дуже високе (десятки разів перевищує атмосферне), а температура дуже низька, то благородні гази можуть навіть перейти до твердої фази. Таким чином, інертні гази можуть існувати в трьох основних фазах речовини (твердий-рідина-газ). Проте необхідні умови для цього вимагають технологій і трудомістких методів.

Іонізаційні енергії

Благородні гази мають дуже високі енергії іонізації; найвищий з усіх елементів періодичної таблиці. Чому? Внаслідок її першої ознаки: повна валентна оболонка.

Маючи валентний октет ns²np⁶, видалення електрона з орбіти р і перетворення в іон В⁺ електронна конфігурація ns²np⁵, Це вимагає багато енергії. Стільки, що перша енергія іонізації I¹ для цих газів вона має значення, що перевищує 1000 кДж / моль.

Сильні зв'язки

Не всі інертні гази відносяться до групи 18 періодичної таблиці. Деякі з них просто утворюють зв'язки досить міцні і досить стабільні, щоб вони не могли легко розірватися. Дві молекули формують цей тип інертних газів: азот, N₂, і діоксиду вуглецю CO₂.

Азот характеризується наявністю дуже сильного потрійного зв'язку, N≡N, який не може бути розірваний без екстремальних енергетичних умов; наприклад, ті, що розв'язані електричним пучком. При цьому CO₂ має дві подвійні зв'язки, O = C = O, і є продуктом всіх реакцій горіння з надлишком кисню.

Приклади інертних газів

Геліо

Позначається літерами He, це найпоширеніший елемент у Всесвіті після водню. Формують приблизно п'яту частину маси зірок і сонця.

На Землі її можна знайти в резервуарах природного газу, розташованих у США та Східній Європі..

Неон, аргон, криптон, ксенон, радон

Решту благородних газів групи 18 становлять Ne, Ar, Kr, Xe і Rn.

З усіх них аргон є найпоширенішим у земній корі (0,93% повітря, яким ми дихаємо, є аргон), а радон - найменш виражений, продукт радіоактивного розпаду урану і торію. Тому вона зустрічається на декількох теренах з цими радіоактивними елементами, навіть якщо вони знаходяться на великих глибинах під землею.

Оскільки ці елементи є інертними, вони дуже корисні для витіснення кисню і води з навколишнього середовища; таким чином, переконайтеся, що вони не втручаються в певні реакції, коли вони змінюють кінцеві продукти. Аргон знаходить багато користі для цієї мети.

Вони також використовуються як джерела світла (неонові вогні, ліхтарі транспортних засобів, лампи, лазери тощо)..

Список літератури

1. Синтія Шонберг (2018). Інертний газ: визначення, типи та приклади. Отримано з: study.com
2. Shiver & Atkins. (2008). Неорганічна хімія. У елементах групи 18. (четверте видання). Mc Graw Hill.
3. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія (8-е изд.). CENGAGE Learning, стор 879-881.
4. Вікіпедія. (2018). Інертний газ. Отримано з: en.wikipedia.org
5. Брайан Л. Сміт. (1962). Інертні гази: ідеальні атоми для досліджень. [PDF] Взяті з: calteches.library.caltech.edu
6. Професор Патрісія Шаплі. (2011). Благородні гази Університет Іллінойсу. Отримано з: butane.chem.uiuc.edu
7.  Група Bodner. (s.f.). Хімія рідкісних газів. Отримано з: chemed.chem.purdue.edu