Инертные газы
Содержание:
|
Вступление Общая характеристика Гелий Неон Аргон Криптон Ксенон Радон Приложения Список используемой литературы |
Вступление
В связи с завершённостью внешнего энергетического уровня благородные газы чрезвычайно химически инертны. Поэтому я, заинтересовавшись темой «Благородные (инертные) газы», решил сам разобраться в этом вопросе по разным причинам:
1) «В науке [химии] нет незыблемых истин»;
2) «В химии «возможно» АБСОЛЮТНО ВСЁ, даже то, что на протяжении десятков лет кажется невозможным или нелепым»;
3) И вообще мне просто интересно было узнать, что же это за газы, «инертные», и как же они были открыты (тем более давным-давно, когда не были ни профессиональных лабораторий современного уровня).
Я назвал свою работу так, потому что не считаю её Научным исследованием и не хочу, чтобы этот материал был Рефератом (слишком строго и официально). Итак, …
Благородные газы
В главную подгруппу VIII группы входят гелий He (лат.Helium), неон Ne (Neon), аргон Ar (Argon) и элементы подгруппы криптона – криптон Kr (Krypton), ксенон Xe (Xenon), радон Rn (Radon) – радиоактивный элемент. Каждый благородный газ завершает соответствующий период в периодической системе и имеет устойчивый, полностью завершённый внешний электронный уровень(см. таблицу ↓).
|
Название |
Электронная конфигурация |
Радиус атома, нм |
Потенциал ионизации, эВ |
Степени окисления |
|
Гелий Не |
1s[2] |
0,122 |
24,6 | |
|
Неон Ne |
[Не]2s[2]2p[6] |
0,160 |
21,6 | |
|
Аргон Ar |
[Ne]3s[2]3p[6] |
0,191 |
15,8 | |
|
Криптон Kr |
[Ar]3d[10]4s[2]4p[6] |
0,198 |
14,0 |
+2, +4; |
|
Ксенон Хе |
[Kr]4d[10]5s[2]5p[6] |
0,209 |
12,1 |
+2, +4, +6, +8; |
|
Радон Rn |
[Xe]4f[14]5d[10]6s[2]6p[6] |
————– |
10,8 |
+2, +4, +6. |
Общая характеристика благородных газов
Восьмую а-группу периодической системы составляют благородные газы – гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Эти элементы характеризуются очень низкой химической активностью, что и дало основание назвать их благородными, или инертными, газами. Они лишь с трудом образуют соединения с другими элементами или веществами; химические соединения гелия, неона, аргона не получены (как довольно-таки хорошо устойчивые соединения). Атомы благородных газов не соединены в молекулы, иначе говоря, их молекулы одноатомны.
Благородные газы заканчивают собой каждый период системы элементов. Кроме гелия все они имеют в наружном электронном слое атома восемь электронов, образующих очень устойчивую систему. Так же устойчива и наружная оболочка гелия, состоящая из двух электронов. Поэтому атомы благородных газов характеризуются высокими значениями энергии ионизации и, как правило, отрицательными значениями энергии сродства к электрону.
| He | Ne | Ar | Kr | Xe | Rn | |
|
Радиус атома, нм |
0,122 |
0,160 |
0,192 |
0,198 |
0,218 |
… |
|
Энергия ионизации Э®Э+, эв |
24,59 |
21,56 |
15,76 |
14,00 |
12,13 |
10,75 |
|
Плотность при N условиях, г/л |
0,18 |
1,90 |
1,78 |
3,71 |
5,85 |
9,73 |
|
Температура сжижения при N атмосферном давлении, °С |
-268,9 |
-246,0 |
-185,9 |
-153,2 |
-108,1 |
-61,9 |
|
Температура затвердевания, °С |
-271,4¨ |
-248,6 |
-189,3 |
-157,4 |
-111,85 |
-71 |
|
Содержание в воздухе, % (об.) |
0,0005 |
0,0016 |
0,93 |
»10 |
»10 |
»10 |
Видно, что температуры сжижения и затвердевания благородных газов тем меньше, чем меньше их атомные массы или порядковые номера: самая низкая температура сжижения у гелия, самая высокая – у гелия. Долгое время считалось, что атомы благородных газов вообще не способны к образованию химических связей с атомами других элементов. Были известны лишь относительно нестойкие молекулярные соединения благородных газов – например, гидраты Ar×6H2O, Kr×6H2O, Xe×6H2O, образующиеся при действии сжатых благородных газов на кристаллизирующуюся переохлаждённую воду. Эти гидраты принадлежат к типу клатратов©; валентные связи при образовании подобных соединений НЕ возникают. Образованию клатратов с водой благоприятствует наличие в кристаллической структуре льда многочисленных полостей.
