احتمالاً حتی آن دسته از افرادی که اغلب در شیمی با سؤالاتی مواجه نمی شوند بارها شنیده اند که برخی از گازها نجیب نامیده می شوند. با این حال، تعداد کمی از مردم تعجب می کنند که چرا گازها نجیب نامیده می شوند. و امروز در این مقاله سعی می کنیم این موضوع را به تفصیل درک کنیم.

گازهای "نجیب" چیست؟

گروه گازهای نجیب شامل فهرست کاملی از عناصر شیمیایی مختلف است که می توان آنها را با توجه به خواص آنها سفارش داد یا ترکیب کرد. طبیعتاً گازها ترکیب کاملاً یکسانی ندارند و وجه اشتراک آنها این است که در ساده ترین شرایط که در شیمی به آن شرایط عادی می گویند، این گازها رنگ، طعم و بو ندارند. علاوه بر این، آنها همچنین در این واقعیت مشترک هستند که واکنش شیمیایی بسیار پایینی دارند.

فهرست گازهای "نجیب".

لیست گازهای نجیب شناخته شده برای بشر فقط شامل 6 نام است. از جمله آنها می توان به عناصر شیمیایی زیر اشاره کرد:

• رادون؛
• هلیوم؛
• زنون؛
• آرگون؛
• کریپتون؛
• نئون.

چرا گازها را "نجیب" می نامند؟

در مورد منشأ مستقیم نامی که دانشمندان برای عناصر شیمیایی توصیف شده در بالا تعیین کردند، به دلیل رفتار اتم های عناصر با عناصر دیگر به آنها داده شد.

همانطور که مشخص است، عناصر شیمیایی می توانند بر یکدیگر تأثیر بگذارند و اتم ها را با یکدیگر مبادله کنند. این شرط برای بسیاری از گازها نیز صدق می کند. با این حال، اگر در مورد عناصر لیست ارائه شده در بالا صحبت کنیم، آنها با هیچ عنصر دیگری که در جدول تناوبی که برای همه ما شناخته شده است، واکنش نشان نمی دهند. این منجر به این واقعیت شد که دانشمندان خیلی سریع گازها را به طور مشروط در یک گروه طبقه بندی کردند و آن را به افتخار "رفتار" آنها نجیب نامیدند.

نام های دیگر گازهای نجیب

توجه به این نکته ضروری است که گازهای نجیب نام های دیگری نیز دارند که دانشمندان آنها را به آنها می گویند و می توان آنها را رسمی نیز نامید.

گازهای "نجیب" را گازهای "بی اثر" یا "نادر" نیز می نامند

در مورد گزینه دوم، منشأ آن کاملاً واضح است، زیرا از کل جدول تناوبی عناصر، تنها 6 اتم را می توان ذکر کرد که به لیست گازهای نجیب تعلق دارند. اگر در مورد ریشه نام "بی اثر" صحبت کنیم، در اینجا می توانید از مترادف های این کلمه استفاده کنید، که در میان آنها مفاهیمی مانند "غیر فعال" یا "بدون ابتکار" وجود دارد.

بنابراین، هر سه نام استفاده شده برای چنین گازهایی مرتبط و منطقی انتخاب شده اند.

صفحه 1
گازهای نجیب (بی اثر).

	2 او	10 Ne	18 آر	36 کرون	54 Xe	86 Rn
جرم اتمی	4,0026	20,984	39,948	83,80	131,30
الکترون های ظرفیت	1s 2	(2)2s 2 2p 6	(8)3s 2 3p 6	(18)4s 2 4p 6	(18)5s 2 5p 6	(18)6s 2 6p
شعاع اتمی	0,122	0,160	0,192	0,198	0,218	0,22
انرژی یونیزاسیون E - → E +	24,59	21,57	15,76	14,00	12,13	10,75
محتوای جو زمین، %	5*10 -4	1,8*10 -3	9,3*10 -1	1,1*10 -4	8,6*10 -6	6*10 -20

گازهای نجیب (بی اثر) عناصر زیرگروه اصلی گروه هشتم هستند: هلیم (He)، نئون (Ne)، آرگون (Ar)، کریپتون (Kr)، زنون (Xe) و رادون (Rn) (یک عنصر رادیواکتیو). . هر گاز نجیب دوره مربوطه را در جدول تناوبی تکمیل می کند و دارای یک سطح الکترونیکی خارجی پایدار و کاملاً کامل است - ns 2 n.p. 6 . - این ویژگی های منحصر به فرد عناصر زیر گروه را توضیح می دهد. گازهای نجیب کاملاً بی اثر در نظر گرفته می شوند. نام دوم آنها از اینجا می آید - بی اثر.

همه گازهای نجیب بخشی از اتمسفر هستند، محتوای آنها در اتمسفر بر حسب حجم (%) عبارت است از: هلیوم - 4.6 * 10 -4. آرگون - 0.93؛ کریپتون - 1.1 * 10 -4؛ زنون - 0.8 * 10 -6 و رادون - 6 * 10 -8. در شرایط عادی، همه آنها گازهای بی بو و بی رنگ هستند که در آب حل نمی شوند. نقطه جوش و ذوب آنها با افزایش اندازه اتمی افزایش می یابد. مولکول ها تک اتمی هستند.

خواص	او	Ne	آر	Kr	Xe	Rn
شعاع اتمی، نانومتر	0,122	0,160	0,191	0,201	0,220	0,231
انرژی یونیزاسیون اتم ها، eV	24,58	21,56	15,76	14,00	12,13	10,75
نقطه جوش، o C	-268,9	-245,9	-185,9	-153,2	-181,2	نزدیک
نقطه ذوب، o C	-272.6 (تحت فشار)	-248,6	-189,3	-157,1	-111,8	نزدیک
حلالیت در 1 لیتر آب در دمای 0 درجه سانتیگراد، میلی لیتر	10	-	60	-	50	-

§1. هلیوم

هلیوم در سال 1868 کشف شد. استفاده از روش تحلیل طیفی تابش خورشیدی (لاکیر و فرانکلند، انگلستان؛ یانسن، فرانسه). هلیوم در سال 1894 روی زمین کشف شد. در کلویت معدنی (رامسی، انگلستان).

از یونانی ἥλιος - "خورشید" (به هلیوس مراجعه کنید). جالب است که نام عنصر از پایان "-i" استفاده می کند، مشخصه فلزات (به لاتین "-um" - "هلیوم")، زیرا Lockyer فرض می کرد که عنصری که او کشف کرد یک فلز است. با قیاس با سایر گازهای نجیب، منطقی است که نام هلیون را به آن بدهیم. در علم مدرن، نام "هلیون" به هسته ایزوتوپ نور هلیوم - هلیوم-3 اختصاص داده شده است.

پایداری ویژه ساختار الکترونیکی اتم هلیوم را از سایر عناصر شیمیایی جدول تناوبی متمایز می کند.

هلیوم از نظر خواص فیزیکی به هیدروژن مولکولی نزدیک ترین است. به دلیل قطبش پذیری ناچیز اتم های هلیوم، کمترین نقطه جوش و ذوب را دارد.

هلیوم نسبت به سایر گازها در آب و سایر حلال ها کمتر حل می شود. در شرایط عادی، هلیم از نظر شیمیایی بی اثر است، اما با تحریک قوی اتم ها می تواند یون های مولکولی را تشکیل دهد. در شرایط عادی این یون ها ناپایدار هستند. من الکترون گم شده را می گیرم، آنها به دو اتم خنثی تقسیم می شوند. تشکیل مولکول های یونیزه شده نیز امکان پذیر است. هلیوم در بین همه گازها سخت ترین فشرده سازی است.

هلیوم را می توان تنها در دمای نزدیک به صفر مطلق به حالت مایع تبدیل کرد. -273.15. هلیوم مایع در دمای حدود 2K دارای خاصیت منحصر به فردی است - فوق سیال بودن که در سال 1938. P.L. باز شد. کاپیتسا و از لحاظ نظری توسط L.D. لاندو، که نظریه کوانتومی کانولوشن را ایجاد کرد. هلیوم مایع در دو تغییر وجود دارد: هلیوم I که مانند یک مایع معمولی رفتار می کند و هلیوم II، یک مایع رسانا و فوق فرار. هلیوم II 10 7 برابر بهتر از هلیوم I (و 1000 برابر بهتر از نقره) گرما را هدایت می کند. عملاً ویسکوزیته ندارد، فوراً از مویرگهای باریک عبور می کند و به طور خود به خود از دیواره رگ های خونی به شکل یک فیلم نازک سرریز می شود. اتم‌های او در حالت ابرسیال تقریباً مانند الکترون‌ها در ابررساناها رفتار می‌کنند.

در پوسته زمین، هلیوم به دلیل فروپاشی ذرات عناصر رادیواکتیو انباشته می شود و به صورت محلول در مواد معدنی و فلزات بومی یافت می شود.

هسته های هلیم بسیار پایدار هستند و به طور گسترده ای برای انجام واکنش های هسته ای مختلف استفاده می شوند.

در صنعت، هلیوم عمدتاً با خنک کردن عمیق از گازهای طبیعی جدا می شود. در عین حال، به عنوان کم جوش ترین ماده، به صورت گاز باقی می ماند، در حالی که همه گازهای دیگر متراکم می شوند.

گاز هلیوم برای ایجاد جو بی اثر در هنگام جوشکاری فلزات، نگهداری محصولات غذایی و غیره استفاده می شود. هلیوم مایع در آزمایشگاه به عنوان خنک کننده در فیزیک دمای پایین استفاده می شود.

§2. نئون

نئون در ژوئن 1898 توسط شیمیدان اسکاتلندی ویلیام رمزی و شیمیدان انگلیسی موریس تراورز کشف شد. آنها پس از مایع شدن اکسیژن، نیتروژن و تمام اجزای سنگین‌تر هوا، این گاز بی‌اثر را با «حذف» جدا کردند. نام ساده "نئون" به این عنصر داده شد که از یونانی به معنای "جدید" است. در دسامبر 1910، مخترع فرانسوی ژرژ کلود یک لامپ تخلیه گاز پر از نئون ساخت.

این نام از یونانی گرفته شده است. جدید - جدید.

افسانه ای وجود دارد که بر اساس آن نام عنصر را پسر سیزده ساله رمزی، ویلی، داده است، او از پدرش پرسید که قرار است گاز جدید را چه نامی بگذارد، و خاطرنشان کرد که دوست دارد نامی برای آن بگذارد. جدید(لاتین - جدید). پدرش این ایده را دوست داشت، اما احساس کرد که این عنوان نئون، که از مترادف یونانی گرفته شده است، بهتر به نظر می رسد.

نئون مانند هلیوم دارای پتانسیل یونیزاسیون بسیار بالایی است (21.57 eV) بنابراین ترکیباتی از نوع ظرفیت تشکیل نمی دهد. تفاوت اصلی آن با هلیوم به دلیل قطبش پذیری نسبتاً بیشتر اتم است، یعنی. تمایل کمی بیشتر برای تشکیل پیوندهای بین مولکولی.

نئون دارای نقطه جوش بسیار پایین (245.9- درجه سانتیگراد) و نقطه ذوب (-248.6 درجه سانتیگراد) است که پس از هلیوم و هیدروژن در رتبه دوم قرار دارد. در مقایسه با هلیوم، نئون حلالیت و قابلیت جذب کمی بالاتر دارد.

نئون نیز مانند هلیوم، هنگامی که به شدت توسط اتم ها برانگیخته می شود، یون های مولکولی از نوع Ne 2 + را تشکیل می دهد.

نئون همراه با هلیوم به عنوان یک محصول جانبی در طی فرآیند مایع شدن و جداسازی هوا تولید می شود. جداسازی هلیوم و نئون از طریق جذب یا تراکم انجام می شود. روش جذبی مبتنی بر توانایی نئون است که برخلاف هلیوم توسط کربن فعال خنک شده با نیتروژن مایع جذب می شود. روش تراکم بر اساس انجماد نئون در حین خنک کردن مخلوط با هیدروژن مایع است.

نئون در فناوری خلاء الکتریکی برای پر کردن تثبیت کننده های ولتاژ، فتوسل ها و سایر دستگاه ها استفاده می شود. انواع مختلف لامپ های نئون با درخشش قرمز مشخص در فانوس ها و سایر وسایل روشنایی، در تبلیغات نورانی و غیره استفاده می شود.

نئون طبیعی از سه ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است: 21 Ne و 22 Ne.

در موضوع جهان نئونبه طور نابرابر توزیع شده است، اما به طور کلی از نظر فراوانی در جهان در بین همه عناصر رتبه پنجم را دارد - حدود 0.13٪ از نظر جرم. بیشترین غلظت نئون در خورشید و سایر ستاره های داغ، در سحابی های گازی، در جو بیرونی مشاهده شده است. سیارات منظومه شمسی- مشتری، زحل، اورانوس، نپتون. در جو بسیاری از ستارگان، نئون بعد از هیدروژن و هلیوم در رتبه سوم قرار دارد. از همه عناصر دوره دوم نئون- کوچکترین جمعیت روی زمین. در گروه هشتم نئوناز نظر محتوای در پوسته زمین - پس از آرگون و هلیوم - در رتبه سوم قرار دارد. سحابی های گازی و برخی ستارگان چندین برابر بیشتر از آنچه در زمین یافت می شود حاوی نئون هستند.

در زمین، بیشترین غلظت نئون در جو مشاهده می شود - 1.82 10-3٪ حجم، و کل ذخایر آن 7.8 10 14 m³ برآورد شده است. 1 متر مکعب هوا حاوی حدود 18.2 سانتی متر مکعب نئون است (برای مقایسه: همان حجم هوا فقط 5.2 سانتی متر مکعب هلیوم دارد). میانگین محتوای نئون در پوسته زمین کم است - 7 · 10-9٪ از جرم. در کل، حدود 6.6 10 10 تن نئون در سیاره ما وجود دارد. سنگهای آذرین حاوی حدود 109 تن از این عنصر هستند. با شکسته شدن سنگ ها، گاز به جو خارج می شود. جو به میزان کمتری از نئون و آب های طبیعی تامین می شود.

دانشمندان دلیل فقر نئونی سیاره ما را در این واقعیت می دانند که زمین زمانی اتمسفر اولیه خود را از دست داد، که بخش عمده ای از گازهای خنثی را با خود برد که نمی توانستند مانند اکسیژن و گازهای دیگر، از نظر شیمیایی با عناصر دیگر به مواد معدنی پیوند بخورند و بدین ترتیب جای پایی در سیاره به دست آورید.

در سال 1892، دانشمند بریتانیایی جان استرت، که بیشتر به عنوان لرد ریلی شناخته می شود. سانتی متر.ملاک ریلی) مشغول یکی از آن کارهای یکنواخت و نه چندان هیجان انگیز بود که بدون آن علم تجربی با این حال نمی تواند وجود داشته باشد. او خواص نوری و شیمیایی جو را مطالعه کرد و هدف خود را اندازه گیری جرم یک لیتر نیتروژن با دقتی قرار داد که هیچ کس قبل از او نتوانسته بود به آن دست یابد.

با این حال، نتایج این اندازه گیری ها متناقض به نظر می رسید. جرم یک لیتر نیتروژن حاصل از حذف همه مواد شناخته شده دیگر (مانند اکسیژن) از هوا و جرم یک لیتر نیتروژن حاصل از یک واکنش شیمیایی (با عبور آمونیاک روی مس گرم شده تا حرارت قرمز) به دست آمد. متفاوت باش. مشخص شد که نیتروژن هوا 0.5٪ سنگین تر از نیتروژنی است که از نظر شیمیایی به دست می آید. این تناقض ریلی را آزار می دهد. رایلی پس از اطمینان از اینکه هیچ خطایی در آزمایش انجام نشده است، در مجله منتشر کرد طبیعتنامه ای در مورد اینکه آیا کسی می تواند دلیل این اختلافات را توضیح دهد.

سر ویلیام رمزی (1852-1916) که در آن زمان در دانشگاه کالج لندن کار می کرد، به نامه ریلی پاسخ داد. رمزی پیشنهاد کرد که ممکن است یک گاز کشف نشده در اتمسفر وجود داشته باشد و او پیشنهاد کرد که از جدیدترین تجهیزات برای جداسازی این گاز استفاده شود. در این آزمایش، هوای غنی شده با اکسیژن مخلوط شده با آب در معرض تخلیه الکتریکی قرار گرفت که باعث شد نیتروژن اتمسفر با اکسیژن ترکیب شود و اکسیدهای نیتروژن حاصل در آب حل شود. در پایان آزمایش، پس از اتمام تمام نیتروژن و اکسیژن هوا، هنوز حباب کوچکی از گاز در ظرف باقی مانده بود. هنگامی که یک جرقه الکتریکی از این گاز عبور کرد و در معرض طیف سنجی قرار گرفت، دانشمندان خطوط طیفی ناشناخته قبلی را مشاهده کردند. سانتی متر.طیف سنجی). این بدان معنی بود که عنصر جدیدی کشف شده بود. رایلی و رمزی نتایج خود را در سال 1894 منتشر کردند و گاز جدید را نامگذاری کردند آرگون، از یونانی "تنبل"، "بی تفاوت". و در سال 1904 هر دوی آنها جایزه نوبل را برای این کار دریافت کردند. با این حال، همانطور که در زمان ما مرسوم است، بین دانشمندان تقسیم نشد، اما هر کدام در رشته خود جایزه گرفتند - ریلی در فیزیک و رمزی در شیمی.

حتی نوعی درگیری وجود داشت. در آن زمان، بسیاری از دانشمندان بر این باور بودند که آنها در زمینه های خاصی از تحقیقات "تسلط دارند" و کاملاً مشخص نبود که آیا رایلی به رمزی اجازه کار روی این مشکل را داده است یا خیر. خوشبختانه، هر دو دانشمند به اندازه کافی عاقل بودند که به مزایای همکاری با یکدیگر پی ببرند و با انتشار نتایج مشترک، امکان نبرد ناخوشایند برای برتری را از بین بردند.

آرگون یک گاز تک اتمی است. آرگون با داشتن اندازه اتمی نسبتاً بزرگتر نسبت به هلیوم و نئون مستعد تشکیل پیوندهای بین مولکولی است. بنابراین، آرگون به شکل یک ماده ارزن با نقاط جوش کمی بالاتر (در فشار معمولی) -185.9 درجه سانتیگراد (کمی کمتر از اکسیژن، اما کمی بالاتر از نیتروژن) و نقطه ذوب (184.3- درجه سانتیگراد) مشخص می شود. 3.3 میلی لیتر آرگون در 100 میلی لیتر آب در دمای 20 درجه سانتیگراد حل می شود.

آرگون ترکیبات بین مولکولی را تشکیل می دهد - کلترات با ترکیب تقریبی Ar*6H 2 0 یک ماده کریستالی است که در فشار اتمسفر و دمای -42.8 درجه سانتیگراد تجزیه می شود. می توان آن را مستقیماً با برهمکنش آرگون با آب در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشاری در حد 1.5 * 10 7 Pa بدست آورد. با ترکیبات H 2 S، SO 2، CO 2، HCl، آرگون هیدرات های مضاعف می دهد، به عنوان مثال. کلاترات مخلوط

آرگون با جداسازی هوای مایع و همچنین از گازهای زائد سنتز آمونیاک به دست می آید. آرگون در فرآیندهای متالورژی و شیمیایی که نیاز به اتمسفر بی اثر دارند، در مهندسی روشنایی، مهندسی برق، انرژی هسته ای و غیره استفاده می شود.

آرگون (همراه با نئون) روی برخی از ستارگان و در داخل مشاهده می شود سحابی های سیاره ای. به طور کلی، بیشتر از کلسیم، فسفر و کلر در فضا وجود دارد، در حالی که در زمین روابط متضاد وجود دارد.

آرگون سومین جزء فراوان هوا پس از نیتروژن و اکسیژن است، میانگین محتوای آن در جو زمین 0.934٪ از نظر حجم و 1.288٪ از نظر جرم است، ذخایر آن در جو 4 10 14 تن برآورد شده است گاز بی اثر در جو زمین، 1 متر مکعب هوا حاوی 9.34 لیتر آرگون است (برای مقایسه: همین حجم هوا حاوی 18.2 سانتی متر مکعب نئون، 5.2 سانتی متر مکعب هلیوم، 1.1 سانتی متر مکعب کریپتون، 0.09 سانتی متر مکعب زنون است).

§4. کریپتون

در سال 1898، دانشمند انگلیسی W. Ramsay از هوای مایع (که قبلاً اکسیژن، نیتروژن و آرگون را حذف کرده بود) مخلوطی را جدا کرد که در آن دو گاز با روش طیفی کشف شد: کریپتون ("مخفی"، "مخفی") و زنون (" بیگانه، "غیر معمول").

از یونانی κρυπτός - پنهان.

در هوای جوی قرار دارد. در طی شکافت هسته ای، از جمله در نتیجه فرآیندهای طبیعی که در سنگ معدن فلزات رادیواکتیو رخ می دهد، تشکیل می شود. کریپتون به عنوان یک محصول جانبی از جداسازی هوا.

اکسیژن گازی حاوی Kr و Xe از کندانسور تاسیسات برای تولید O 2 برای یکسو سازی به اصطلاح عرضه می شود. یک ستون کریپتون، که در آن Kr و Xe از گاز O 2 استخراج می شود که با رفلکس تشکیل شده در بالای کندانسور ستون کریپتون شسته می شود. مایع پایین در Kr و Xe غنی ​​شده است. سپس تقریباً به طور کامل تبخیر می شود، قسمت غیر تبخیر شده به اصطلاح. تماس گرفت کنسانتره آهن-زنون بدون چربی (کمتر از 0.2٪ Kr و Xe) - به طور مداوم از طریق اواپراتور به مخزن گاز جریان می یابد. با نسبت رفلاکس بهینه 0.13، درجه استخراج Kr و Xe 0.90 است. کنسانتره جدا شده به 0.5-0.6 مگاپاسکال فشرده می شود و از طریق یک مبدل حرارتی به دستگاه تماسی با CuO که تا ~ 1000 کلوین گرم شده است تغذیه می شود تا هیدروکربن های موجود در آن بسوزانند. پس از خنک شدن در یخچال آبی، مخلوط گاز از ناخالصی های CO 2 و آب با استفاده از KOH ابتدا در اسکرابر و سپس در سیلندرها خالص می شود. سوزاندن و تمیز کردن چندین بار تکرار می شود. یک بار. کنسانتره خالص شده سرد شده و به طور مداوم به یکسو کننده تغذیه می شود. ستون تحت فشار 0.2-0.25 مگاپاسکال. در این مورد، Kr و Xe در مایع پایین به مقدار 95-98٪ تجمع می کنند. این به اصطلاح مخلوط کریپتون و زنون خام از طریق یک گازساز، دستگاهی برای سوزاندن هیدروکربن ها و یک سیستم تصفیه به مخازن گاز فرستاده می شود. از نگهدارنده گاز، مخلوط گاز وارد گازساز می شود و در آنجا در دمای 77 کلوین متراکم می شود. بخشی از این مخلوط در معرض تبخیر جزئی قرار می گیرد. در نتیجه، آخرین تصفیه از O 2 در یک دستگاه تماس با CuO باعث تولید کریپتون خالص می شود. مخلوط گاز باقیمانده در دستگاه های دارای فعال کننده در معرض جذب قرار می گیرد. زغال سنگ در 200-210 K. در این حالت کریپتون خالص آزاد می شود و Xe و بخشی از کریپتون توسط زغال سنگ جذب می شود. Kr و Xe جذب شده توسط دفع تکه تکه جدا می شوند. با ظرفیت 20000 متر مکعب در ساعت هوای فرآوری شده (273 کلوین، 0.1 مگاپاسکال)، 105 متر مکعب کریپتون در سال به دست می آید. همچنین از کسر متان گازهای پاک کننده در تولید NH 3 استخراج می شود. آنها کریپتون خالص (بیش از 98.9 درصد حجم کریپتون)، فنی تولید می کنند. (بیش از 99.5٪ مخلوط Kr و Xe) و مخلوط کریپتون - زنون (کمتر از 94.5٪ کریپتون). کریپتون برای پر کردن لامپ های رشته ای، تخلیه گاز و لوله های اشعه ایکس استفاده می شود. ایزوتوپ رادیواکتیو 85 Kr به عنوان منبع تابش b در پزشکی برای تشخیص نشتی در تاسیسات خلاء استفاده می شود. ردیاب ایزوتوپیدر طول مطالعات خوردگی، برای نظارت بر سایش قطعات. کریپتون و مخلوط آن با Xe تحت فشار 5-10 مگاپاسکال در دمای 20 درجه سانتیگراد در بسته نگهداری و حمل می شود. سیلندرهای فولادیپاسخ سیاه با یک نوار زرد و کتیبه "کریپتون" و دو نوار زرد و کتیبه "کریپتون زنون". کریپتون در سال 1898 توسط W. Ramsay و M. Travers کشف شد. روشن شد

§5. زنون

در سال 1898 توسط دانشمندان انگلیسی W. Ramsay و W. Rayleigh به عنوان یک مخلوط کوچک از کریپتون کشف شد.

از یونانی ξένος - غریبه.

نقطه ذوب -112 درجه سانتیگراد، نقطه جوش -108 درجه سانتیگراد، درخشش بنفش در تخلیه.

اولین گاز بی اثری که ترکیبات شیمیایی واقعی برای آن تهیه شد. نمونه هایی از اتصالات می تواند باشد زنون دی فلوراید, زنون تترا فلوراید, هگزا فلوراید زنون, تری اکسید زنون.

زنون به عنوان یک محصول جانبی تولید می شود که جداسازی هوا. از کنسانتره کریپتون-زنون جدا شده است (به کریپتون مراجعه کنید). زنون خالص (99.4 درصد حجم) و زنون با خلوص بالا (99.9 درصد) به عنوان یک محصول جانبی از تولید اکسیژن مایع در شرکت های متالورژی به دست می آید.

در صنعت، زنون به عنوان یک محصول جانبی از جداسازی هوا به اکسیژن و نیتروژن تولید می شود. پس از این جداسازی که معمولاً توسط یکسوسازی انجام می شود، اکسیژن مایع حاصل حاوی مقادیر کمی کریپتون و زنون است. اصلاح بیشتر اکسیژن مایع را به مقدار 0.1-0.2٪ مخلوط کریپتون-گزنون غنی می کند که جدا می شود. جذبروی سیلیکاژل یا تقطیر. در نهایت، کنسانتره زنون-کریپتون را می توان با تقطیر به کریپتون و زنون جدا کرد.

به دلیل شیوع کم، زنون بسیار گرانتر از گازهای بی اثر سبک تر است.

با وجود هزینه بالای آن، زنون در تعدادی از موارد ضروری است:

• 
  زنون برای پر کردن لامپ های رشته ای، تخلیه گاز قدرتمند و منابع نور پالسی استفاده می شود (جرم اتمی بالای گاز در لامپ های لامپ از تبخیر تنگستن از سطح رشته جلوگیری می کند).

• 
  ایزوتوپ های رادیواکتیو (127 Xe، 133 Xe، 137 Xe، و غیره) به عنوان منابع تشعشع در رادیوگرافی و برای تشخیص در پزشکی، برای تشخیص نشت در تاسیسات خلاء استفاده می شود.

• 
  فلوراید زنون برای غیرفعال کردن فلزات استفاده می شود.

• 
  زنون، هم در شکل خالص خود و هم با افزودن اندکی بخار سزیم-133، یک سیال کارآمد بسیار کارآمد برای موتورهای پیشران الکتریکی (عمدتاً یونی و پلاسما) فضاپیماها است.

• 
  از اواخر قرن بیستم، زنون شروع به استفاده به عنوان وسیله ای برای بیهوشی عمومی کرد (بسیار گران، اما کاملا غیر سمی، یا بهتر است بگوییم، مانند گاز بی اثر، عواقب شیمیایی ایجاد نمی کند). اولین پایان نامه ها در مورد تکنیک بیهوشی زنون در روسیه - 1993، به عنوان یک بیهوشی درمانی، به طور موثر برای تسکین حالات حاد ترک و درمان اعتیاد به مواد مخدر و همچنین اختلالات روانی و جسمی استفاده می شود.

• 
  زنون مایع گاهی اوقات به عنوان یک محیط کار برای لیزر استفاده می شود.

• 
  فلوریدها و اکسیدهای زنون به عنوان اکسید کننده های قدرتمند سوخت موشک و همچنین اجزای مخلوط گاز برای لیزرها پیشنهاد می شوند.

• 
  در ایزوتوپ 129 Xe، می‌توان بخش قابل‌توجهی از اسپین‌های هسته‌ای را قطبی کرد تا حالتی با اسپین‌های هم جهت ایجاد شود - حالتی به نام هایپرپلاریزاسیون.

• 
  زنون در طراحی سلول Golay استفاده شده است.

• 
  به عنوان کاتالیزور شیمیایی

• 
  برای حمل و نقل فلوئور، که خواص اکسید کننده قوی از خود نشان می دهد.

زنون در جو خورشیدی، روی زمین و در سیارک ها و دنباله دارها نسبتاً کمیاب است. غلظت زنون در جو مریخ شبیه به زمین است: 0.08 ppm، اگرچه فراوانی 129 Xe در مریخ بیشتر از زمین یا خورشید است. از آنجایی که این ایزوتوپ از طریق واپاشی رادیواکتیو تشکیل شده است، یافته‌ها ممکن است نشان دهند که مریخ جو اولیه خود را، شاید در 100 میلیون سال اول پس از تشکیل سیاره، از دست داده است. در مقابل، مشتری دارای غلظت غیرعادی بالای زنون در جو خود است - تقریباً دو برابر خورشید.

زنون وارد شده است اتمسفر زمیندر مقادیر بسیار کم، 0.001±0.087 قسمت در میلیون (μL/L)، و همچنین در گازهای منتشر شده توسط برخی از آنها یافت می شود. چشمه های معدنی. برخی از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو زنون، مانند 133 Xe و 135 Xe، با تابش نوترونی سوخت هسته‌ای در راکتورها تولید می‌شوند.

دانشمند انگلیسی ای. رادرفورد در سال 1899 اشاره کرد که فرآورده های توریم، علاوه بر ذرات α، مقداری ماده ناشناخته قبلاً منتشر می کنند، به طوری که هوای اطراف فرآورده های توریم به تدریج رادیواکتیو می شود. او پیشنهاد کرد که این ماده را تراوش (از لاتین emanatio - خروج) توریم بنامیم و به آن نماد Em را بدهیم. مشاهدات بعدی نشان داد که آماده‌سازی رادیوم نیز تراوش خاصی از خود ساطع می‌کند که خاصیت رادیواکتیو دارد و مانند گاز بی‌اثر رفتار می‌کند.

در ابتدا به تراوش توریم تورون و به تراوش رادیوم رادون می گفتند. ثابت شد که همه تراوشات در واقع رادیونوکلئیدهای یک عنصر جدید هستند - یک گاز بی اثر، که با عدد اتمی 86 مطابقت دارد. این گاز برای اولین بار توسط رمزی و گری در سال 1908 به شکل خالص آن جدا شد، آنها همچنین پیشنهاد کردند که گاز را نیتون بنامند. لاتین nitens، درخشان). در سال 1923 سرانجام گاز رادون نامگذاری شد و نماد Em به Rn تغییر یافت.

رادون یک گاز تک اتمی رادیواکتیو، بی رنگ و بی بو است. حلالیت در آب 460 میلی لیتر در لیتر; در حلال های آلی و در بافت چربی انسان، حلالیت رادون ده ها برابر بیشتر از آب است. گاز به خوبی از طریق فیلم های پلیمری نفوذ می کند. به راحتی توسط کربن فعال و سیلیکاژل جذب می شود.

رادیواکتیویته خود رادون باعث فلورسانس آن می شود. رادون گازی و مایع با نور آبی فلورسانس می شود، در حالی که رادون جامد وقتی خنک می شود دمای نیتروژنرنگ فلورسانس ابتدا زرد و سپس قرمز-نارنجی می شود.

رادون clathrates را تشکیل می دهد که اگرچه ترکیب ثابتی دارند، اما حاوی پیوندهای شیمیایی شامل اتم های رادون نیستند. با فلوئور، رادون در دماهای بالا ترکیباتی از ترکیب RnF n را تشکیل می دهد که در آن n = 4، 6، 2 است. بنابراین، دی فلوراید رادون RnF 2 یک ماده کریستالی غیرفرار سفید است. فلوریدهای رادون همچنین می توانند با عمل عوامل فلوئور کننده (مثلا فلوراید هالوژن) تولید شوند. در هیدرولیز تترا فلوراید RnF 4 و هگزا فلوراید RnF 6 اکسید رادون RnO 3 را تشکیل می دهند. ترکیبات با RnF + کاتیون نیز به دست آمد.

برای به دست آوردن رادون، هوا از طریق محلول آبی هر نمک رادیوم دمیده می شود، که رادون تشکیل شده در طی تجزیه رادیواکتیو رادیوم را با خود حمل می کند. در مرحله بعد، هوا به دقت فیلتر می شود تا ریز قطرات محلول حاوی نمک رادیوم جدا شود که می تواند توسط جریان هوا جذب شود. برای به دست آوردن خود رادون، مواد فعال شیمیایی (اکسیژن، هیدروژن، بخار آب و غیره) از مخلوطی از گازها حذف می شود، باقیمانده با نیتروژن مایع متراکم می شود، سپس نیتروژن و سایر گازهای بی اثر (آرگون، نئون و غیره) می شوند. تقطیر شده از میعانات

رادون در پزشکی برای تهیه حمام رادون استفاده می شود. رادون در کشاورزی برای فعال کردن خوراک دام استفاده می شود. منبع مشخص نشده 272 روز ] ، در متالورژی به عنوان یک شاخص هنگام تعیین سرعت جریان گاز در کوره های بلند و خطوط لوله گاز. در زمین شناسی، اندازه گیری میزان رادون در هوا و آب برای جستجوی ذخایر اورانیوم و توریم، در هیدرولوژی - برای مطالعه برهمکنش آب های زیرزمینی و آب رودخانه ها استفاده می شود. دینامیک غلظت رادون در آب های زیرزمینی می تواند برای پیش بینی زلزله استفاده شود.

این بخشی از سری های رادیواکتیو 238 U، 235 U و 232 Th است. هسته های رادون به طور مداوم در طبیعت در طول واپاشی رادیواکتیو هسته های مادر بوجود می آیند. محتوای تعادل در پوسته زمین 7·10-16 درصد جرمی است. به دلیل بی اثر بودن شیمیایی، رادون نسبتاً به راحتی از شبکه کریستالی ماده معدنی "مادر" خارج می شود و وارد آب های زیرزمینی، گازهای طبیعی و هوا می شود. از آنجایی که طولانی‌ترین ایزوتوپ رادون در بین چهار ایزوتوپ طبیعی ۲۲۲ Rn است، محتوای آن در این محیط‌ها حداکثر است.

غلظت رادون در هوا در درجه اول به وضعیت زمین شناسی بستگی دارد (به عنوان مثال، گرانیت ها که حاوی اورانیوم زیادی هستند، منابع فعال رادون هستند، در حالی که رادون کمی در بالای سطح دریاها وجود دارد). و همچنین بر روی آب و هوا (در هنگام باران، ریزترک هایی که از طریق آن رادون از خاک می آید و با آب پر می شود؛ پوشش برف نیز از ورود رادون به هوا جلوگیری می کند). قبل از زلزله، افزایش غلظت رادون در هوا مشاهده شد که احتمالاً به دلیل تبادل فعال تر هوا در زمین به دلیل افزایش فعالیت ریز لرزه است.

(Galina Afanasyevna - کمک به کریپتون، زنون، آرگون! آیا می توانم چیز دیگری اضافه کنم؟ و چه چیزی باید بنویسم؟)

صفحه 1

در این مقاله بر روی آن تمرکز خواهیم کرد VIIIA-گروه.

این عناصر هستند: هلیوم(او) نئون(نه)، آرگون(ار)، کریپتون(Kr)، زنون(Xe) (اینها اساسی هستند)، و همچنین رادیواکتیو رادون(Rn).

و بطور رسمی، ununoctium (Uuo) به دست آمده مصنوعی نیز می تواند در اینجا گنجانده شود.

این گروه از عناصر نیز نام خاص خود را دارد - آئروژن ها، اما اغلب آنها نامیده می شوند نجیب، یا گازهای بی اثر.

گازهای نجیب

این گازها با واکنش پذیری کم متحد می شوند. کلمه اینرسی دقیقاً به معنای عدم فعالیت است. بنابراین، برای مدت طولانی حتی از وجود خود آگاه نبودند. آنها را نمی توان با استفاده از واکنش ها تعیین کرد. آنها در هوا کشف شدند (از این رو به نام آئروژن ها) ، اکسیژن و سایر "گازهای فرعی" را از آن برای به دست آوردن نیتروژن حذف کردند و به طور تجربی ثابت کردند که نیتروژن به دست آمده دارای ناخالصی است. معلوم شد که این ناخالصی ها گازهای بی اثر هستند.

برای درک دلیل واکنش پذیری کم این گازها، باید نمودارهای الکترونیکی آنها را بسازید:

ما می توانیم آن را ببینیم بدون الکترون جفت نشده، اوربیتال ها پر می شوند. این حالت بسیار مطلوب پوسته الکترونی است. بنابراین، تمام عناصر دیگر که ترکیبات را تشکیل می دهند، تمایل دارند پیکربندی الکترونیکی گازهای نجیب را به دست آورند (قاعده هشتگانه را به خاطر بسپارید)، زیرا از نظر انرژی مطلوب است و اتم ها، مانند مردم، فواید را دوست دارند.

به دلیل فعالیت کم، اتم های گاز نجیب حتی در مولکول های دو اتمی ترکیب نمی شوند (همانطور که انجام می دهند: O 2، Cl 2، N 2، و غیره).

گازهای نجیب به صورت مولکولهای تک اتمی وجود دارند.

نمی توان گفت که گازهای نجیب کاملاً بی اثر هستند. برخی از آئروژن ها دارای اوربیتال های خالی در همان سطح انرژی هستند که به این معنی است که فرآیند تحریک الکترون ها امکان پذیر است. در حال حاضر، برخی از ترکیبات این عناصر "تنبل" از نقطه نظر فعالیت شیمیایی تحت شرایط بسیار شدید به دست آمده است. اما در برنامه درسی مدرسه و به خصوص در مدرسه این مورد در نظر گرفته نشده است.

مشخصات فیزیکی

• هلیوم و نئون سبکتر از هوا هستند، بقیه گازهای نجیب که پایین تر هستند سنگین تر هستند که به دلیل افزایش جرم اتمی است.
• به دلیل بی اثر بودن شیمیایی، گیرنده های چشایی و بویایی نمی توانند وجود گازهای نجیب را در هوا تشخیص دهند، بنابراین نه طعم دارند و نه بو.

اهمیت عملیگازهای نجیب.

هلیوم یک گاز شناخته شده برای پر کردن بادکنک است که صدا را خنده دار می کند. کشتی های هوایی با هلیوم پر می شوند (این گاز بر خلاف هیدروژن انفجاری نیست).

گازهای نجیب برای ایجاد یک جو بی اثر (از نظر شیمیایی غیر فعال) استفاده می شود. برخی از آئروژن ها بخشی از مخلوط های تنفسی هستند و اکسیژن را رقیق می کنند (اکسیژن یک عامل اکسید کننده قوی است و به شکل خالص آن تنفس نمی شود).

هنگامی که یک تخلیه جریان از طریق گازهای نجیب عبور می کند، آنها تمایل دارند تا به شدت بدرخشند. که آئروژن ها را با کاربردهایی برای تجهیزات روشنایی فراهم می کند. کاملاً دیدنی به نظر می رسد.

- (الف. گازهای بی اثر؛ ن. گاز بی اثر، تراژرگز؛ ف. گاز بی اثر؛ من. گازهای بی اثر) گازهای نجیب، کمیاب، گازهای تک اتمی بدون رنگ و بو: هلیوم (He)، نئون (Ne) ... دایره المعارف زمین شناسی

- (گازهای نجیب، گازهای کمیاب) عناصر چ. زیر گروه های دوره ای گروه هشتم. سیستم های عناصر تابش شامل هلیوم (He)، نئون (Ne)، آرگون (Ar)، کریپتون (Kr)، زنون (Xe) و رادیواکتیویته است. رادون (Rn). در طبیعت، به عنوان مثال در جو حضور دارند، نه... ... دایره المعارف فیزیکی

فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

گازهای نجیب- همان گازهای نجیب ... دایره المعارف روسی حمایت از کار

گازهای نجیب- گازهای بی اثر، همان گازهای نجیب. ... فرهنگ لغت دایره المعارف مصور

INERT [ne], aya, oh; ده، tna. فرهنگ لغت توضیحی اوژگوف. S.I. اوژگوف، ن.یو. شودووا. 1949 1992 … فرهنگ توضیحی اوژگوف

گازهای بی اثر- عناصر گروه هشتم دوره ای. سیستم ها: He، Ne، Ar، Kr، Xe، Rn. I. g از نظر شیمیایی متفاوت است. اینرسی، که توسط خارجی پایدار توضیح داده می شود یک پوسته الکترونیکی، که روی آن Ne 2 الکترونیک دارد، بقیه دارای 8 الکترونیک هستند. من پتانسیل بالایی دارم... راهنمای مترجم فنی

گروه → 18 ↓ دوره 1 2 هلیوم ... ویکی پدیا

گازهای بی اثر- عناصر گروه هشتم جدول تناوبی: He، Ne، Ar، Kr، Xe، Rn. گازهای نجیب با بی اثری شیمیایی مشخص می شوند که با یک پوسته الکترونی بیرونی پایدار توضیح داده می شود که روی آن 2 الکترون دارد و بقیه 8 الکترون دارند... ... فرهنگ لغت دایره المعارف متالورژی

گازهای نجیب، گازهای کمیاب، عناصر شیمیایی که زیرگروه اصلی گروه هشتم سیستم تناوبی مندلیف را تشکیل می دهند: هلیوم He (عدد اتمی 2)، نئون Ne (10)، آرگون آر (18)، کریپتون Kr (36)، زنون. Xe (54) و رادون Rn (86). از جانب… … دایره المعارف بزرگ شوروی

کتاب ها

• مجموعه میز. علم شیمی. غیر فلزات (18 جدول)، . آلبوم آموزشی 18 برگ. هنر 5-8688-018 هالوژن ها. شیمی هالوژن ها گوگرد. آلوتروپی. شیمی گوگرد. اسید سولفوریک. شیمی نیتروژن. اکسیدهای نیتروژن اسید نیتریک یک عامل اکسید کننده است. فسفر…
• گازهای بی اثر، Fastovsky V.G.. این کتاب در مورد خواص فیزیکی و فیزیکی و شیمیایی اولیه گازهای بی اثر هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون و زنون و همچنین زمینه های کاربرد آنها در مواد شیمیایی، متالورژی و…

- (گاز بی اثر)، گروهی از گازهای بی رنگ و بی بو که گروه 0 جدول تناوبی را تشکیل می دهند. اینها عبارتند از (به ترتیب افزایش عدد اتمی) هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون و رادون. فعالیت شیمیایی کم... ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

گازهای نجیب- گازهای نجیب، شیمیایی. عناصر: هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون و تراوش. آنها نام خود را از ناتوانی در واکنش با عناصر دیگر گرفته اند. در سال 1894 انگلیسی ها. دانشمندان رایلی و رمزی دریافتند که N از هوا به دست می آید... دایره المعارف بزرگ پزشکی

- (گازهای بی اثر)، عناصر شیمیایی گروه VIII سیستم تناوبی: هلیوم He، نئون Ne، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. بی اثر شیمیایی؛ همه عناصر به جز He ترکیبات گنجانده شده را تشکیل می دهند، به عنوان مثال Ar?5.75H2O، اکسیدهای Xe،... ... دایره المعارف مدرن

گازهای نجیب- (گازهای بی اثر)، عناصر شیمیایی گروه VIII سیستم تناوبی: هلیوم He، نئون Ne، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. بی اثر شیمیایی؛ همه عناصر به جز He ترکیبات گنجانده شده را تشکیل می دهند، به عنوان مثال Ar´5.75H2O، اکسیدهای Xe،... ... فرهنگ لغت دایره المعارف مصور

- (گازهای بی اثر) عناصر شیمیایی: هلیوم He، نئون Ne، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. متعلق به گروه هشتم جدول تناوبی است. گازهای تک اتمی بی رنگ و بی بو هستند. موجود در مقادیر کم در هوا، یافت شده در... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

گازهای نجیب- (گازهای بی اثر) عناصر گروه هشتم جدول تناوبی D.I مندلیف: هلیوم He، نئون، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. به مقدار کم در جو وجود دارد، در برخی مواد معدنی، گازهای طبیعی و... دایره المعارف روسی حمایت از کار

گازهای نجیب- (نگاه کنید به) مواد ساده ای که توسط اتم های عناصر زیرگروه اصلی گروه VIII (نگاه کنید به): هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون و رادون تشکیل شده اند. در طبیعت، آنها طی فرآیندهای هسته ای مختلف تشکیل می شوند. در بیشتر موارد به صورت کسری به دست می آیند... ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

- (گازهای بی اثر)، عناصر شیمیایی: هلیوم He، نئون Ne، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. متعلق به گروه هشتم جدول تناوبی است. گازهای تک اتمی بی رنگ و بی بو هستند. موجود در مقادیر کم در هوا، یافت شده در... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی

- (گازهای بی اثر، گازهای کمیاب)، شیمیایی. عناصر VIII گرم. تناوبی سیستم ها: هلیم (He)، نئون (Ne)، آرگون (Ar)، کریپتون (Kr)، زنون (Xe)، رادون (Rn). در طبیعت آنها در نتیجه تجزیه تشکیل می شوند. فرآیندهای هسته ای هوا حاوی 5.24 * 10 4 درصد حجمی او، ... ... دایره المعارف شیمی

- (گازهای بی اثر)، شیمیایی عناصر: هلیوم He، نئون Ne، آرگون Ar، کریپتون Kr، زنون Xe، رادون Rn. متعلق به گروه دوره ای هشتم است. سیستم های. گازهای تک اتمی بی رنگ و بی بو هستند. آنها به مقدار کم در هوا وجود دارند و در برخی از... ... تاریخ طبیعی. فرهنگ لغت دایره المعارفی

کتاب ها

• ، D. N. پوتینتسف ، N. M. پوتینتسف. این کتاب به بررسی خواص ساختاری، ترمودینامیکی و دی الکتریک گازهای نجیب، رابطه آنها با یکدیگر و برهمکنش بین مولکولی می پردازد. بخشی از متن راهنما در خدمت ...
• ساختار و خواص مواد ساده گازهای نجیب. آموزش. Grif MO RF, Putintsev D.N. این کتاب به بررسی خواص ساختاری، ترمودینامیکی و دی الکتریک گازهای نجیب، رابطه آنها با یکدیگر و برهمکنش بین مولکولی می پردازد. بخشی از متن راهنما در خدمت ...