- Характеристики інертного газу
- Повні шари Валенсії
- Вони взаємодіють силами Лондона
- Дуже низькі температури плавлення і кипіння
- Енергії іонізації
- Міцні зв’язки
- Приклади інертних газів
- Гелій
- Неон, аргон, криптон, ксенон, радон
- Список літератури
В інертних газах , також відомі як рідкісні або благородні гази, є ті , які не мають помітну реактивність. Слово "інертний" означає, що атоми цих газів не здатні утворювати значну кількість сполук, а деякі з них, наприклад, гелій, взагалі не реагують.
Таким чином, у просторі, займаному атомами інертного газу, вони реагуватимуть із дуже специфічними атомами, незалежно від тиску чи температурних умов, яким вони піддаються. У періодичній таблиці вони складають групу VIIIA або 18, яку називають групою благородних газів.
Джерело: За допомогою зображень Hi-Res з хімічних елементів (http://images-of-elements.com/xenon.php), через Wikimedia Commons
Верхнє зображення відповідає колбі, наповненій ксеноном, збудженим електричним струмом. Кожен з благородних газів здатний світитися власними кольорами завдяки падінню електрики.
Інертні гази можуть знаходитися в атмосфері, хоча в різних пропорціях. Наприклад, аргон має концентрацію 0,93% повітря, а неон - 0,0015%. Інші інертні гази виходять із сонця і досягають Землі, або утворюються в її скелястих фундаментах, опиняючись як радіоактивні продукти.
Характеристики інертного газу
Інертні гази змінюються в залежності від атомних клітин. Однак усі мають ряд характеристик, визначених електронними структурами їх атомів.
Повні шари Валенсії
Рухаючись через будь-який період періодичної таблиці зліва направо, електрони займають орбіталі, доступні для електронної оболонки n. Після заповнення s орбіталей, а потім d (з четвертого періоду), а потім p орбіталей.
Блок p характеризується тим, що має електронну конфігурацію nsnp, породжуючи максимальну кількість восьми електронів, званих октетом валентності, ns 2 np 6 . Елементи, що представляють цей повністю заповнений шар, розташовані в крайньому правому куті періодичної таблиці: елементи групи 18, елементи благородних газів.
Тому всі інертні гази мають повну валентну оболонку з конфігурацією ns 2 np 6 . Таким чином, отримують варіювання кількості n кожного з інертних газів.
Єдиним винятком з цієї характеристики є гелій, чий n = 1 і тому не вистачає p орбіталей для цього енергетичного рівня. Таким чином, електронна конфігурація гелію дорівнює 1s 2, і він має не один валентний октет, а два електрони.
Вони взаємодіють силами Лондона
Атоми благородного газу можна візуалізувати як окремі сфери з дуже малою тенденцією до реакції. Завантаживши валентні оболонки, їм не потрібно приймати електрони для утворення зв’язків, а також вони мають однорідний електронний розподіл. Тому вони не утворюють зв’язків або між собою (на відміну від кисню, O 2 , O = O).
Будучи атомами, вони не можуть взаємодіяти один з одним за допомогою дипольно-дипольних сил. Отже, єдиною силою, яка може миттєво утримувати два атома інертного газу разом, є Лондон або сили розсіювання.
Це тому, що, навіть будучи сферами з однорідним електронним розподілом, їхні електрони можуть зароджувати дуже короткі миттєві диполі; достатньо для поляризації сусіднього атома інертного газу. Таким чином, два атоми В притягують один одного і за дуже короткий час вони утворюють BB-пару (а не зв'язок BB).
Дуже низькі температури плавлення і кипіння
Внаслідок слабких лондонських сил, які утримують свої атоми разом, вони ледве взаємодіють, виявляючись як безбарвні гази. Щоб конденсуватися в рідку фазу, їм потрібні дуже низькі температури, тим самим змушуючи їх атоми «сповільнюватися», а взаємодія ВВВ ··· триває довше.
Цього можна досягти і за рахунок підвищення тиску. Роблячи це, він змушує його атоми стикатися один з одним на більшій швидкості, змушуючи їх конденсуватися в рідини з дуже цікавими властивостями.
Якщо тиск дуже високий (у десятки разів вище атмосферного), а температура дуже низька, благородні гази можуть навіть перейти у тверду фазу. Таким чином, інертні гази можуть існувати в трьох основних фазах речовини (тверда-рідка-газова). Однак умови, необхідні для цього, вимагають трудомістких технологій та методів.
Енергії іонізації
Шляхетні гази мають дуже високі енергії іонізації; найвищий з усіх елементів періодичної таблиці. Чому? З причини його першої особливості: повний валентний шар.
Маючи валентний октет ns 2 np 6 , видалення електрона з p орбіталі та перетворення в B + іон конфігурації електронів ns 2 np 5 вимагає багато енергії. Настільки, що перша енергія іонізації I 1 для цих газів має значення, що перевищує 1000 кДж / моль.
Міцні зв’язки
Не всі інертні гази належать до групи 18 періодичної таблиці. Деякі з них просто утворюють досить міцні і стабільні зв'язки, які їх неможливо легко розірвати. Дві молекули утворюють цей тип інертного газу: азот, N 2 та вуглекислий газ, CO 2 .
Азот характеризується дуже міцним потрійним зв’язком, N≡N, який не може бути розірваний без умов надзвичайної енергії; наприклад, ті, що викликаються блискавкою. У той час як CO 2 має дві подвійні зв’язки, O = C = O і є продуктом всіх реакцій горіння із надлишком кисню.
Приклади інертних газів
Гелій
Позначений літерами He, це найпоширеніший елемент у Всесвіті після водню. Він утворює близько п’ятої маси зірок та сонця.
На Землі його можна знайти в резервуарах природного газу, розташованих у США та на сході Європи.
Неон, аргон, криптон, ксенон, радон
Решта благородних газів групи 18 - Ne, Ar, Kr, Xe та Rn.
З усіх них аргон є найпоширенішим у земній корі (0,93% повітря, яким ми дихаємо, є аргоном), тоді як радон - найрідкісніший, продукт радіоактивного розпаду урану та торію. Тому він зустрічається в різних місцевостях з цими радіоактивними елементами, навіть якщо вони виявляються глибоко під землею.
Оскільки ці елементи інертні, вони дуже корисні для витіснення кисню та води з навколишнього середовища; щоб гарантувати, що вони не втручаються в певні реакції, коли вони змінюють кінцеві продукти. Аргон знаходить для цього багато користі.
Вони також використовуються як джерела світла (неонові світильники, ліхтарі автомобілів, лампи, лазери тощо).
Список літератури
- Сінтія Шонберг. (2018). Інертний газ: визначення, типи та приклади. Відновлено з: study.com
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. В елементах групи 18. (четверте видання). Mc Graw Hill.
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання, стор 879-881.
- Вікіпедія. (2018). Інертний газ. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Брайан Л. Сміт. (1962). Інертні гази: ідеальні атоми для дослідження. . Взято з: calteches.library.caltech.edu
- Професор Патрісія Шаплі. (2011 р.). Благородні гази. Університет Іллінойсу. Відновлено з: butane.chem.uiuc.edu
- Група Боднера. (sf). Хімія рідкісних газів. Відновлено з: chemed.chem.purdue.edu