Характеристики и примеры инертных газов

инертные газы, Также известные как редкие или благородные газы, они не обладают заметной реакционной способностью. Слово «инертный» означает, что атомы этих газов не способны образовывать ряд рассматриваемых соединений, а некоторые из них, например гелий, вообще не реагируют.

Таким образом, в пространстве, занимаемом атомами инертных газов, они будут реагировать с очень специфическими атомами, независимо от условий давления или температуры, которым они подвергаются. В периодической таблице они составляют группу VIIIA или 18, называемую группой благородных газов.

Верхнее изображение соответствует лампе, заполненной ксеноном, возбуждаемым электрическим током. Каждый из благородных газов способен сиять своими цветами благодаря электричеству.

Инертные газы можно найти в атмосфере, хотя и в разных пропорциях. Аргон, например, имеет концентрацию воздуха 0,93%, а неона - 0,0015%. Другие инертные газы исходят от Солнца и достигают Земли или генерируются в ее каменистых основаниях, будучи обнаруженными в качестве радиоактивных продуктов..

индекс

• 1 Характеристики инертных газов
  • 1.1 Полные валентные слои
  • 1.2 Взаимодействовать силами Лондона
  • 1.3 Очень низкие температуры плавления и кипения
  • 1.4 Энергии ионизации
  • 1.5 Сильные ссылки
• 2 Примеры инертных газов
  • 2.1 Гелий
  • 2.2 Неон, аргон, криптон, ксенон, радон
• 3 Ссылки

Характеристики инертных газов

Инертные газы варьируются в зависимости от их атомных кустов. Однако все они представляют собой ряд характеристик, определяемых электронными структурами их атомов.

Полные валентные слои

Проходя через любой период периодической таблицы слева направо, электроны занимают доступные орбитали для электронного слоя N. После заполнения орбиталей s, затем d (из четвертого периода) и затем орбиталей p.

Блок p характеризуется наличием электронной конфигурации nsnp, дающей максимум восемь электронов, называемой валентным октетом, нс²н.п.⁶. Элементы, которые представляют этот полностью заполненный слой, расположены в крайней правой части периодической таблицы: элементы группы 18, элементы благородных газов..

Поэтому все инертные газы имеют полные валентные слои с нс-конфигурацией.²н.п.⁶. Таким образом, варьируя количество N вы получаете каждый из инертных газов.

Единственным исключением из этой функции является гелий, чей N= 1 и, следовательно, не имеет p орбиталей для этого уровня энергии. Таким образом, электронная конфигурация гелия составляет 1с² и у него нет валентного октета, но два электрона.

Взаимодействовать через силы Лондона

Атомы благородных газов можно представить в виде изолированных сфер с очень малой склонностью к реакции. Имея полные валентные слои, им не нужно принимать электроны для образования связей, и они также имеют однородное электронное распределение. Следовательно, они не образуют связей или между собой (в отличие от кислорода или₂, O = O).

Будучи атомами, они не могут взаимодействовать друг с другом диполь-дипольными силами. Таким образом, единственная сила, которая может на мгновение удержать вместе два атома инертных газов, - это силы Лондона или дисперсии..

Это связано с тем, что, хотя они представляют собой сферы с однородным электронным распределением, их электроны могут давать очень короткие мгновенные диполи; достаточно, чтобы поляризовать соседний атом инертного газа. Таким образом, два атома B притягиваются друг к другу и в течение очень короткого времени образуют пару BB (не связь B-B).

Очень низкие температуры плавления и кипения

В результате слабых сил Лондона, которые удерживают свои атомы вместе, они едва могут взаимодействовать, чтобы показаться бесцветными газами. Для конденсации в жидкой фазе им требуются очень низкие температуры, чтобы заставить их атомы «замедляться» и длиться дольше взаимодействий BBB ···.

Это также может быть достигнуто путем увеличения давления. Делая это, они заставляют свои атомы сталкиваться на более высоких скоростях друг с другом, заставляя их конденсироваться в жидкости с очень интересными свойствами.

Если давление очень высокое (в десятки раз выше атмосферного), а температура очень низкая, благородные газы могут даже перейти в твердую фазу. Таким образом, инертные газы могут существовать в трех основных фазах вещества (твердый-жидкий-газ). Однако необходимые условия для этого требуют технологии и трудоемкие методы.

Энергии ионизации

Благородные газы имеют очень высокие энергии ионизации; самый высокий из всех элементов периодической таблицы. Почему? По причине своей первой характеристики: оболочка с полной валентностью.

Имея валентный октет нс²н.п.⁶, удаляя электрон с орбитали и становясь ионом B⁺ электронная конфигурация нс²н.п.⁵, Это требует много энергии. Настолько, что первая энергия ионизации I¹ для этих газов он имеет значение, превышающее 1000 кДж / моль.

Сильные ссылки

Не все инертные газы относятся к группе 18 периодической таблицы. Некоторые из них просто образуют достаточно прочные и устойчивые узы, чтобы они не могли легко сломаться. Две молекулы образуют этот тип инертных газов: азот, N₂, и углекислого газа, СО₂.

Азот характеризуется очень сильной тройной связью, N≡N, которая не может быть разорвана без экстремальных энергетических условий; например, те, что были выпущены электрическим лучом. В то время как СО₂ имеет две двойные связи, O = C = O, и является продуктом всех реакций горения с избытком кислорода.

Примеры инертных газов

гелий

Обозначенные буквами Он, это самый распространенный элемент во вселенной после водорода. Формируют около пятой части массы звезд и солнца.

На Земле его можно найти в резервуарах природного газа, расположенных в США и Восточной Европе..

Неон, аргон, криптон, ксенон, радон

Остальные благородные газы группы 18 - это Ne, Ar, Kr, Xe и Rn..

Из всех них аргон является наиболее распространенным в земной коре (0,93% воздуха, которым мы дышим, является аргоном), в то время как радон является самым редким продуктом радиоактивного распада урана и тория. Поэтому он обнаружен в нескольких местах с этими радиоактивными элементами, даже если они обнаружены на больших глубинах под землей..

Поскольку эти элементы инертны, они очень полезны для вытеснения кислорода и воды из окружающей среды; таким образом, убедитесь, что они не вмешиваются в определенные реакции, когда они изменяют конечные продукты. Аргон находит много пользы для этой цели.

Они также используются в качестве источников света (неоновые огни, автомобильные фонари, лампы, лазеры и т. Д.).

ссылки

1. Синтия Шонберг (2018). Инертный газ: определение, виды и примеры. Получено с: study.com
2. Дрожь и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. В элементах группы 18. (четвертое издание). Mc Graw Hill.
3. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, стр. 879-881.
4. Wikipedia. (2018). Инертный газ. Получено с: en.wikipedia.org
5. Брайан Л. Смит. (1962). Инертные газы: идеальные атомы для исследований. [PDF]. Взято из: calteches.library.caltech.edu
6. Профессор Патриция Шапли. (2011). Благородные Газы Университет Иллинойса. Получено от: butane.chem.uiuc.edu
7.  Боднер Групп. (Н.Д.). Химия редких газов. Получено от: chemed.chem.purdue.edu