Благородные, или инертные газы

Где применяются благородные газы?

Самыми применяемыми человеком инертными газами считаются аргон, гелий и неон, которые используются повсеместно от физики до медицины. Так, гелий используется при сварке металлов и в качестве хладоносителя при проведении лабораторных экспериментов. Неон и аргон часто применяются при изготовлении ламп накаливания и в металлургии, при изготовлении алюминиевых сплавов.

Благодаря своим уникальным свойствам, благородные газы нашли свое применение в разных отраслях науки

Остальные благородные газы чаще всего используются в медицине. Как уже упоминалось выше, радон находит свое применение в медицине, а ксенон и криптон используются в качестве наполнителя осветительных ламп.

Видео

Фториды и оксиды ксенона

После работ Бартлетта, следующим шагом стали явились опыты по непосредственному соединению ксенона с фтором. Из смеси одного объема ксенона, варьируя условия реакции, получают фториды с различной степенью окисления ксенона. Самый устойчивый из них — тетрафторид ксенона.

Фториды ксенона довольно летучие вещества. Хранят их в тефлоновых сосудах. Они хорошие окислители и фторирующие агенты. Фториды ксенона подвержены гидролизу. В результате реакции образуются оксофториды или оксиды. Триоксид ксенона в сухом виде легко взрывается. Сила взрыва такая же, как у тротила.

Оксиды обладают кислотными свойствами. При взаимодействии с основаниями образуют соли. Триоксид образует ксенаты. Реакция диспропорционирования ксенатов приводит к образованию перксенатов. Ксенаты являются солями ксенонистой кислоты, а перксенаты — ксеноновой. Ксеноновая кислота, в свою очередь, является производной тетраоксида ксенона.

Оксиды ксенона, так же как и фториды, являются сильными окислителями. При реакции с йодом калия образуется йод и ксенон. Кристаллы дифторида ксенона можно получить, если смесь газов в кварцевой ампуле подвергнуть ультрафиолетовому облучению. Его можно получить также при помощи электрического разряда.

Химия инертных газов — это прежде всего химия ксенона. Это синтезированные и комплексные соединения фторидов, полученные катионные и анионные формы комплексов.

Гелий и его свойства:

Правда вот гелий при обычном давлении в твердое состояние так и не переходит. Он кипит при температуре -270 градусов, то есть температуре космического пространства, ниже которой ничего нет, поэтому кристаллизация гелия проходит под давлением в 25 раз больше атмосферного!

Вообще гелий удивителен. Во Вселенной он второй по распространенности после водорода, но на Земле существует в совсем малых количествах, однако не беспокойтесь, на надувание шариков всем хватит). Из за практически самого малого размера атомов гелия, они почти не сталкиваются друг с другом, когда гелий находится в газообразном состоянии, что делает гелий идеальным газом (идеальный газ это такая теоретическая модель, можете посмотреть о ней в Википедии подробнее).

Еще одна занимательная вещь, что гелий, как и все инертные газы светится при пропускании через него электрического тока. Причем при изменении давления внутри газа, можно менять его цвет. Это связанно с тем, что с увеличением давления, электроны начинают чаще сталкиваться с атомами гелия и общая энергия вещества увеличивается, приводя к изменению цвета. Так гелий может светиться желтым, розовым, оранжевым и зеленым цветами.

Строение атомов

Причина инертности благородных газов в строении атомов. Исследования показали, что у них максимально заполненные энергетические уровни. Гелий обозначается как 1s2 элемент. Он имеет самую прочную структуру атома среди всех химических элементов.

Остальные благородные газы — это p элементы. Электронное строение атома определяет многие свойства этих газов. Их молекулы одноатомные. У них низкая энергия сродства к электрону.

Завершенность внешнего энергетического уровня обусловливает диамагнитность благородных газов. Высокие потенциалы ионизации, также прямое следствие замкнутости и устойчивости электронных оболочек атомов.

С ростом порядкового номера элемента его потенциал ионизации уменьшается. При сравнении видно, что начиная с криптона, у инертных газов ионизационный потенциал уже ниже, чем у кислорода и фтора. Это обусловливает возможность взаимодействия этих элементов.

Íåêîòîðûå õàðàêòåðèñòèêè ýëåìåíòîâ VIIIÀ ïîäãðóïïû (èíåðòíûõ ãàçîâ)

Ýëåìåíò

Ðàäèóñ àòîìà, íì

Ïåðâûé ïîòåíöèàë èîíèçàöèè, ýÂ

Tïë., K

Têèï., K

Îòíîñèòåëüíàÿ ïîëÿðèçóåìîñòü àòîìà, óñë. åä.

Ýíåðãèÿ âîçáóæäåííîãî ýëåêòðîíà, ýÂ

Ãåëèé, He

0,122

24,58

4,18

1

Íåîí, Ne

0,160

21,56

24

27,18

2

16,6

Àðãîí, Ar

0,192

15,76

34

97,29

3

11,5

Êðèïòîí, Kr

0,198

14,00

116

120,26

12

9,9

Êñåíîí, Xe

0,218

12,13

162

166,06

20

8,3

Óíèêàëüíûìè ôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè îáëàäàåò ãåëèé. Âî ïåðâûõ, ýòî — åäèíñòâåííîå èç èçâåñòíûõ â ïðèðîäå âåùåñòâ, êîòîðîå îñòàåòñÿ æèäêèì ïðè ñàìûõ íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, âïëîòü äî 0 Ê. Îí êðèñòàëëèçóåòñÿ òîëüêî ïîä äàâëåíèåì 25 àòì. Âî-âòîðûõ, ãåëèé èìååò ñàìóþ íèçêóþ èç âñåõ âåùåñòâ òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ. Íàêîíåö, ñàìîå èíòåðåñíîå ñâîéñòâî ãåëèÿ — ñâåðõòåêó÷åñòü. Ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå 2,2 Ê æèäêèé 4Íå ñóùåñòâóåò â âèäå ñìåñè äâóõ æèäêîñòåé, îäíà èç êîòîðûõ èìååò îáû÷íûå ñâîéñòâà, à äðóãàÿ — àíîìàëüíûå. Ñâåðõòåêó÷àÿ êîìïîíåíòà æèäêîãî ãåëèÿ èìååò ïðàêòè÷åñêè íóëåâóþ âÿçêîñòü (â 10 ìëðä. ðàç ìåíüøå, ÷åì ó âîäû). Ýòî âåùåñòâî ñïîñîáíî ïðîñà÷èâàòüñÿ ÷åðåç ìåëü÷àéøèå îòâåðñòèÿ â ïîðèñòîì ñîñóäå, îíî ñàìîïðîèçâîëüíî âûòåêàåò èç íåïîðèñòîãî ñîñóäà, ïîäíèìàÿñü ââåðõ ïî åãî ñòåíêàì, è îáëàäàåò ñâåðõâûñîêîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ.

Теги

Adblock
detector