Prawdopodobnie nawet ci ludzie, którzy często nie spotykają się z pytaniami w chemii, wielokrotnie słyszeli, że niektóre gazy nazywane są szlachetnymi. Jednak niewiele osób zastanawia się, dlaczego gazy nazwano szlachetnymi. A dzisiaj w tym artykule postaramy się szczegółowo zrozumieć tę kwestię.

Co to są gazy „szlachetne”.

Grupa gazów szlachetnych obejmuje całą listę różnych pierwiastków chemicznych, które można porządkować lub łączyć ze względu na ich właściwości. Gazy nie mają oczywiście całkowicie identycznego składu, a wspólną cechą jest to, że w najprostszych warunkach, które w chemii nazywamy normalnymi, gazy te nie mają koloru, smaku ani zapachu. Ponadto łączy je także to, że charakteryzują się wyjątkowo niską reaktywnością chemiczną.

Lista gazów „szlachetnych”

Lista gazów szlachetnych znanych ludzkości obejmuje tylko 6 nazw. Wśród nich są następujące pierwiastki chemiczne:

• Radon;
• Hel;
• Ksenon;
• Argon;
• Krypton;
• Neon.

Dlaczego gazy nazywane są „szlachetnymi”?

Jeśli chodzi o bezpośrednie pochodzenie nazwy, jaką naukowcy przypisywali opisanym powyżej pierwiastkom chemicznym, została im nadana ze względu na zachowanie atomów pierwiastków z innymi pierwiastkami.

Jak wiadomo pierwiastki chemiczne mogą na siebie oddziaływać i wymieniać między sobą atomy. Warunek ten dotyczy również wielu gazów. Jeśli jednak mówimy o pierwiastkach z przedstawionej powyżej listy, to nie reagują one z żadnymi innymi znanymi nam pierwiastkami obecnymi w układzie okresowym. Doprowadziło to do tego, że naukowcy bardzo szybko warunkowo zaklasyfikowali gazy do jednej grupy, nazywając je szlachetnymi ze względu na ich „zachowanie”.

Inne nazwy gazów szlachetnych

Należy zauważyć, że gazy szlachetne mają również inne nazwy, którymi nazywają je naukowcy i które można również nazwać oficjalnymi

Gazy „szlachetne” nazywane są także gazami „obojętnymi” lub „rzadkimi”.

Jeśli chodzi o drugą opcję, jej pochodzenie jest dość oczywiste, ponieważ z całego układu okresowego pierwiastków można zauważyć tylko 6 atomów należących do listy gazów szlachetnych. Jeśli mówimy o pochodzeniu nazwy „Bezwładny”, to tutaj można użyć synonimów tego słowa, wśród których znajdują się takie pojęcia, jak „nieaktywny” lub „brak inicjatywy”.

Zatem wszystkie trzy nazwy stosowane dla takich gazów są trafne i racjonalnie wybrane.

Strona 1
Gazy szlachetne (obojętne).

	2 On	10 Ne	18 Ar	36 Kr	54 Xt	86 Rn
Masa atomowa	4,0026	20,984	39,948	83,80	131,30
elektrony walencyjne	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
Promień atomowy	0,122	0,160	0,192	0,198	0,218	0,22
Energia jonizacji E - → E +	24,59	21,57	15,76	14,00	12,13	10,75
Zawartość w atmosferze ziemskiej,%	5*10 -4	1,8*10 -3	9,3*10 -1	1,1*10 -4	8,6*10 -6	6*10 -20

Gazy szlachetne (obojętne) to pierwiastki z głównej podgrupy grupy VIII: hel (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), ksenon (Xe) i radon (Rn) (pierwiastek promieniotwórczy) . Każdy gaz szlachetny kończy odpowiedni okres w układzie okresowym i ma stabilny, w pełni wypełniony zewnętrzny poziom elektroniczny - ns 2 n.p. 6 . – wyjaśnia to unikalne właściwości elementów podgrupy. Gazy szlachetne uważa się za całkowicie obojętne. Stąd pochodzi ich drugie imię – bezwładność.

Wszystkie gazy szlachetne są częścią atmosfery, ich zawartość objętościowa w atmosferze (%) wynosi: hel - 4,6 * 10 -4; argon – 0,93; krypton – 1,1* 10 -4; ksenon – 0,8*10-6 i radon – 6*10-8. W normalnych warunkach są to gazy bezwonne i bezbarwne, słabo rozpuszczalne w wodzie. Ich temperatury wrzenia i topnienia rosną wraz ze wzrostem wielkości atomów. Cząsteczki są jednoatomowe.

Nieruchomości	On	Nie	Ar	Kr	Xe	Rn
Promień atomowy, nm	0,122	0,160	0,191	0,201	0,220	0,231
Energia jonizacji atomów, eV	24,58	21,56	15,76	14,00	12,13	10,75
Temperatura wrzenia, o C	-268,9	-245,9	-185,9	-153,2	-181,2	W pobliżu
Temperatura topnienia, o C	-272,6 (pod ciśnieniem)	-248,6	-189,3	-157,1	-111,8	W pobliżu
Rozpuszczalność w 1 litrze wody w temperaturze 0 o C, ml	10	-	60	-	50	-

§1. Hel

Hel został odkryty w 1868 r. Zastosowanie metody analizy spektralnej promieniowania słonecznego (Lockyer i Frankland, Anglia; Jansen, Francja). Hel został odkryty na Ziemi w 1894 roku. W mineralnym kleveicie (Ramsay, Anglia).

Z greckiego ἥλιος - „Słońce” (patrz Helios). Ciekawe, że w nazwie pierwiastka zastosowano końcówkę „-i”, charakterystyczną dla metali (po łacinie „-um” - „Hel”), ponieważ Lockyer założył, że odkryty przez niego pierwiastek jest metalem. Przez analogię do innych gazów szlachetnych logiczne byłoby nadanie mu nazwy „Helion”. We współczesnej nauce nazwą „helion” przypisuje się jądro lekkiego izotopu helu - hel-3.

Specjalna stabilność struktury elektronowej atomu odróżnia hel od wszystkich innych pierwiastków chemicznych układu okresowego.

Hel ma właściwości fizyczne najbliższe wodorowi cząsteczkowemu. Ze względu na znikomą polaryzowalność atomów helu ma najniższe temperatury wrzenia i topnienia.

Hel jest mniej rozpuszczalny niż inne gazy w wodzie i innych rozpuszczalnikach. W normalnych warunkach hel jest chemicznie obojętny, ale przy silnym wzbudzeniu atomów może tworzyć jony molekularne. W normalnych warunkach jony te są niestabilne; Wychwytuję brakujący elektron, rozdzielają się na dwa neutralne atomy. Możliwe jest również tworzenie się zjonizowanych cząsteczek. Hel jest najtrudniejszym do sprężenia ze wszystkich gazów.

Hel można przekształcić w stan ciekły dopiero w temperaturze bliskiej zera absolutnego, tj. -273,15. Ciekły hel w temperaturze około 2K ma wyjątkową właściwość – nadciekłość, która w 1938 r. P. L. została otwarta. Kapitsa i teoretycznie uzasadniony przez L.D. Landau, twórca kwantowej teorii splotu. Ciekły hel występuje w dwóch odmianach: hel I, który zachowuje się jak zwykła ciecz, oraz hel II, ciecz supertermiczna przewodząca i superlotna. Hel II przewodzi ciepło 10 7 razy lepiej niż hel I (i 1000 razy lepiej niż srebro). Praktycznie nie ma lepkości, natychmiast przechodzi przez wąskie naczynia włosowate i samoistnie przelewa się przez ściany naczyń krwionośnych w postaci cienkiego filmu. Atomy w stanie nadciekłym zachowują się podobnie jak elektrony w nadprzewodnikach.

W skorupie ziemskiej hel gromadzi się w wyniku rozpadu cząstek pierwiastków promieniotwórczych i jest rozpuszczony w minerałach i metalach rodzimych.

Jądra helu są niezwykle stabilne i są szeroko stosowane do przeprowadzania różnych reakcji jądrowych.

W przemyśle hel jest izolowany z gazów ziemnych głównie poprzez głębokie chłodzenie. Jednocześnie jako substancja o najniższej temperaturze wrzenia pozostaje w postaci gazu, podczas gdy wszystkie inne gazy ulegają kondensacji.

Hel gazowy służy do tworzenia atmosfery obojętnej podczas spawania metali, konserwowania produktów spożywczych itp. Ciekły hel jest stosowany w laboratorium jako chłodziwo w fizyce niskich temperatur.

§2. Neon

Neon został odkryty w czerwcu 1898 roku przez szkockiego chemika Williama Ramsaya i angielskiego chemika Maurice'a Traversa. Wyizolowali ten gaz obojętny „metodą wykluczania” po skropleniu tlenu, azotu i wszystkich cięższych składników powietrza. Elementowi nadano prostą nazwę „neon”, co w tłumaczeniu z języka greckiego oznacza „nowy”. W grudniu 1910 roku francuski wynalazca Georges Claude wykonał lampę wyładowczą wypełnioną neonem.

Nazwa pochodzi z języka greckiego. νέος – nowy.

Istnieje legenda, według której nazwę pierwiastka nadał trzynastoletni syn Ramsaya, Willie, który zapytał ojca, jak nazwie nowy gaz, zaznaczając, że chciałby nadać mu nazwę nowe(łac. – nowy). Jego ojcu spodobał się ten pomysł, ale uważał, że tytuł neon, wywodzący się z greckiego synonimu, będzie brzmiał lepiej.

Neon, podobnie jak hel, ma bardzo wysoki potencjał jonizacji (21,57 eV), dzięki czemu nie tworzy związków typu walencyjnego. Główna różnica w stosunku do helu polega na stosunkowo większej polaryzowalności atomu, tj. nieco większą tendencję do tworzenia wiązań międzycząsteczkowych.

Neon ma bardzo niskie temperatury wrzenia (-245,9 o C) i topnienia (-248,6 o C), ustępując jedynie helowi i wodorowi. W porównaniu do helu neon charakteryzuje się nieco większą rozpuszczalnością i zdolnością do adsorpcji.

Podobnie jak hel, neon, silnie wzbudzony przez atomy, tworzy jony molekularne typu Ne 2 +.

Neon powstaje razem z helem jako produkt uboczny w procesie skraplania i oddzielania powietrza. Oddzielenie helu i neonu odbywa się poprzez adsorpcję lub kondensację. Metoda adsorbcyjna opiera się na zdolności neonu, w przeciwieństwie do helu, do adsorpcji przez węgiel aktywny chłodzony ciekłym azotem. Metoda kondensacyjna polega na wymrażaniu neonu podczas chłodzenia mieszaniny ciekłym wodorem.

Neon stosowany jest w technologii próżni elektrycznej do wypełniania stabilizatorów napięcia, fotokomórek i innych urządzeń. Różne rodzaje neonów o charakterystycznym czerwonym blasku znajdują zastosowanie w latarniach morskich i innych urządzeniach oświetleniowych, w reklamach świetlnych itp.

Naturalny neon składa się z trzech stabilnych izotopów: 21 Ne i 22 Ne.

W materii świata neon Jest rozmieszczony nierównomiernie, ale ogólnie zajmuje piąte miejsce we Wszechświecie pod względem liczebności wśród wszystkich pierwiastków - około 0,13% masy. Największe stężenie neonu obserwuje się na Słońcu i innych gorących gwiazdach, w mgławicach gazowych, w atmosferze zewnętrznych planety Układu Słonecznego- Jowisz, Saturn, Uran, Neptun. W atmosferze wielu gwiazd neon zajmuje trzecie miejsce po wodorze i helu. Ze wszystkich elementów drugiego okresu neon- najmniejsza populacja na Ziemi. W ósmej grupie neon Zajmuje trzecie miejsce pod względem zawartości w skorupie ziemskiej - po argonie i helu. Mgławice gazowe i niektóre gwiazdy zawierają wielokrotnie więcej neonów niż na Ziemi.

Na Ziemi największe stężenie neonu obserwuje się w atmosferze - 1,82 · 10 −3% obj., a jego całkowite zasoby szacuje się na 7,8 · 10 · 14 m³. 1 m3 powietrza zawiera około 18,2 cm3 neonu (dla porównania: ta sama objętość powietrza zawiera tylko 5,2 cm3 helu). Średnia zawartość neonu w skorupie ziemskiej jest niska – 7,10−9% masowych. W sumie na naszej planecie jest około 6,6 10 10 ton neonów. Skały magmowe zawierają około 10 9 ton tego pierwiastka. Kiedy skały się rozpadają, gaz przedostaje się do atmosfery. W mniejszym stopniu atmosferę zasilają neony i naturalne wody.

Naukowcy widzą przyczynę neonowego ubóstwa naszej planety w tym, że Ziemia utraciła kiedyś swoją pierwotną atmosferę, która zabrała ze sobą większość gazów obojętnych, które nie mogły, podobnie jak tlen i inne gazy, wiązać się chemicznie z innymi pierwiastkami w minerały i zdobywając w ten sposób przyczółek na planecie.

W 1892 roku brytyjski naukowiec John Strett, lepiej znany nam jako Lord Rayleigh ( cm. kryterium Rayleigha) zajmowała się jedną z tych monotonnych i niezbyt pasjonujących prac, bez których jednak nauka eksperymentalna nie może istnieć. Badał właściwości optyczne i chemiczne atmosfery, stawiając sobie za cel zmierzenie masy litra azotu z dokładnością, jakiej nikt przed nim nie był w stanie osiągnąć.

Wyniki tych pomiarów wydawały się jednak paradoksalne. Masa litra azotu otrzymanego w wyniku usunięcia z powietrza innych niż znanych substancji (takich jak tlen) oraz masa litra azotu otrzymanego w wyniku reakcji chemicznej (przepuszczanie amoniaku przez miedź ogrzaną do czerwoności) okazała się równa być innym. Okazało się, że azot z powietrza jest o 0,5% cięższy od azotu otrzymywanego chemicznie. Ta rozbieżność nie dawała spokoju Rayleighowi. Po upewnieniu się, że w eksperymencie nie popełniono żadnych błędów, Rayleigh opublikował wyniki w czasopiśmie Natura pismo z pytaniem, czy ktoś mógłby wyjaśnić przyczynę tych rozbieżności.

Na list Rayleigha odpowiedział Sir William Ramsay (1852–1916), pracujący wówczas w University College London. Ramsay zasugerował, że w atmosferze może znajdować się nieodkryty gaz i zaproponował wykorzystanie najnowocześniejszego sprzętu do izolowania tego gazu. W eksperymencie powietrze wzbogacone w tlen zmieszane z wodą zostało poddane wyładowaniu elektrycznemu, co spowodowało połączenie azotu atmosferycznego z tlenem i rozpuszczenie powstałych tlenków azotu w wodzie. Pod koniec eksperymentu, po wyczerpaniu się azotu i tlenu z powietrza, w naczyniu nadal pozostawał mały pęcherzyk gazu. Kiedy przez ten gaz przepuszczono iskrę elektryczną i poddano ją spektroskopii, naukowcy zobaczyli nieznane wcześniej linie widmowe ( cm. Spektroskopia). Oznaczało to, że odkryto nowy pierwiastek. Rayleigh i Ramsay opublikowali swoje wyniki w 1894 roku, podając nazwę nowego gazu argon, od greckiego „leniwy”, „obojętny”. A w 1904 roku obaj otrzymali za tę pracę Nagrodę Nobla. Nie podzielono go jednak między naukowców, jak to jest w naszych czasach, ale każdy otrzymał nagrodę w swojej dziedzinie - Rayleigh z fizyki i Ramsay z chemii.

Doszło nawet do pewnego rodzaju konfliktu. Wielu naukowców uważało wówczas, że „opanowali” pewne obszary badań i nie było do końca jasne, czy Rayleigh udzielił Ramsayowi pozwolenia na pracę nad tym problemem. Na szczęście obaj naukowcy byli na tyle mądrzy, że zdali sobie sprawę z korzyści płynących ze wspólnej pracy i wspólnie publikując swoje wyniki, wyeliminowali możliwość nieprzyjemnej walki o prymat.

Argon jest gazem jednoatomowym. Mając stosunkowo większy rozmiar atomowy, argon jest bardziej podatny na tworzenie wiązań międzycząsteczkowych niż hel i neon. Dlatego argon w postaci substancji prosa charakteryzuje się nieco wyższą temperaturą wrzenia (przy normalnym ciśnieniu) -185,9°C (nieco niższą od tlenu, ale nieco wyższą od azotu) i temperaturą topnienia (-184,3°C). 3,3 ml argonu rozpuszcza się w 100 ml wody o temperaturze 20°C; argon rozpuszcza się w niektórych rozpuszczalnikach organicznych znacznie lepiej niż w wodzie.

Argon tworzy związki inkluzyjne międzycząsteczkowe – klatraty o przybliżonym składzie Ar*6H 2 0 jest substancją krystaliczną rozkładającą się pod ciśnieniem atmosferycznym i w temperaturze -42,8°C. Można go otrzymać bezpośrednio poprzez oddziaływanie argonu z wodą w temperaturze 0°C i pod ciśnieniem rzędu 1,5*10 7 Pa. Ze związkami H 2 S, SO 2, CO 2, HCl argon daje podwójne hydraty, tj. mieszane klatraty.

Argon otrzymuje się poprzez oddzielenie ciekłego powietrza, a także gazów odlotowych z syntezy amoniaku. Argon stosowany jest w procesach metalurgicznych i chemicznych wymagających atmosfery obojętnej, w inżynierii oświetleniowej, elektrotechnice, energetyce jądrowej itp.

Argon (wraz z neonem) obserwuje się na niektórych gwiazdach i w mgławice planetarne. Generalnie w kosmosie jest go więcej niż wapnia, fosforu i chloru, podczas gdy na Ziemi zachodzą odwrotne zależności.

Argon jest trzecim po azocie i tlenie najpowszechniej występującym składnikiem powietrza, jego średnia zawartość w atmosferze ziemskiej wynosi 0,934% objętościowo i 1,288% masowo, jego zasoby w atmosferze szacuje się na 4 10 14 ton. Argon jest najpowszechniejszy gaz obojętny w atmosferze ziemskiej, 1 m3 powietrza zawiera 9,34 litra argonu (dla porównania: ta sama objętość powietrza zawiera 18,2 cm3 neonu, 5,2 cm3 helu, 1,1 cm3 kryptonu, 0,09 cm3 ksenonu).

§4. Krypton

W 1898 roku angielski naukowiec W. Ramsay wyizolował z ciekłego powietrza (po usunięciu wcześniej tlenu, azotu i argonu) mieszaninę, w której metodą spektralną odkryto dwa gazy: krypton („ukryty”, „tajny”) i ksenon („ obcy”, „niezwykły”).

Z greckiego κρυπτός – ukryty.

Znajduje się w powietrzu atmosferycznym. Powstaje podczas rozszczepienia jądrowego, m.in. w wyniku naturalnych procesów zachodzących w rudach metali radioaktywnych. Krypton otrzymywany jest jako produkt uboczny z separacja powietrza.

Gazowy tlen zawierający Kr i Xe ze skraplacza instalacji do wytwarzania O 2 dostarczany jest do rektyfikacji w tzw. kolumna kryptonowa, w której Kr i Xe ekstrahuje się z gazowego O2 podczas jego przemywania refluksem utworzonym na szczycie skraplacza kolumny kryptonowej. Ciecz denna jest wzbogacona w Kr i Xe; zostaje wówczas prawie całkowicie odparowany, część nieodparowana to tzw. zwany chudy koncentrat żelaza i ksenonu (poniżej 0,2% Kr i Xe) - w sposób ciągły przepływa przez parownik do zbiornika gazu. Przy optymalnym współczynniku refluksu wynoszącym 0,13 stopień ekstrakcji Kr i Xe wynosi 0,90. Oddzielony koncentrat spręża się do ciśnienia 0,5-0,6 MPa i wprowadza przez wymiennik ciepła do aparatu kontaktowego z CuO ogrzanym do ~1000 K w celu wypalenia zawartych w nim węglowodorów. Po schłodzeniu w lodówce wodnej mieszaninę gazów oczyszcza się z zanieczyszczeń CO 2 i wody za pomocą KOH, najpierw w płuczkach, a następnie w cylindrach. Wypalanie i czyszczenie powtarza się kilka razy. raz. Oczyszczony koncentrat schładza się i w sposób ciągły wprowadza do prostownika. kolumna pod ciśnieniem 0,2-0,25 MPa. W tym przypadku Kr i Xe kumulują się w cieczy dennej do zawartości 95-98%. To tzw Surowa mieszanina krypton-ksenon przesyłana jest przez generator gazu, urządzenie do spalania węglowodorów i system oczyszczania do zbiorników gazu. Ze zbiornika gazu mieszanina gazowa trafia do generatora gazu, gdzie ulega skropleniu w temperaturze 77 K. Część tej mieszaniny poddawana jest odparowaniu frakcyjnemu. W efekcie ostatni oczyszczanie z O 2 w aparacie kontaktowym za pomocą CuO daje czysty krypton. Pozostałą mieszaninę gazową poddaje się adsorpcji w urządzeniach z aktywatorem. węgiel w temperaturze 200-210 K; w tym przypadku uwalniany jest czysty krypton, a Xe i część kryptonu są pochłaniane przez węgiel. Zaadsorbowane Kr i Xe oddziela się poprzez desorpcję frakcjonowaną. Przy wydajności 20 000 m 3 /h przetworzonego powietrza (273 K, 0,1 MPa) uzyskuje się 105 m 3 kryptonu rocznie. Jest on także ekstrahowany z frakcji metanowej gazów płuczkowych podczas produkcji NH3. Produkują czysty krypton (ponad 98,9% objętości kryptonu), techniczny. (ponad 99,5% mieszaniny Kr i Xe) oraz mieszanina krypton-ksenon (mniej niż 94,5% kryptonu). Krypton służy do napełniania lamp żarowych, lamp wyładowczych i rentgenowskich. Izotop promieniotwórczy 85 Kr stosowany jest jako źródło promieniowania B w medycynie do wykrywania nieszczelności w instalacjach próżniowych, jako znacznik izotopowy podczas badań korozji, w celu monitorowania zużycia części. Krypton i jego mieszaniny z Xe są przechowywane i transportowane pod ciśnieniem 5-10 MPa w temperaturze 20°C w szczelnie zamkniętych cylindry stalowe czarny odpowiednio z jednym żółtym paskiem i napisem „Krypton” oraz dwoma żółtymi paskami i napisem „Krypton-xenon”. Krypton został odkryty w 1898 roku przez W. Ramsaya i M. Traversa. Oświetlony.

§5. Ksenon

Odkryty w 1898 roku przez angielskich naukowców W. Ramsaya i W. Rayleigha jako niewielka domieszka kryptonu.

Z greckiego ξένος – obcy.

Temperatura topnienia -112°C, temperatura wrzenia -108°C, fioletowa poświata na wyładowaniu.

Pierwszy gaz obojętny, dla którego przygotowano prawdziwe związki chemiczne. Przykładami połączeń mogą być difluorek ksenonu, tetrafluorek ksenonu, sześciofluorek ksenonu, trójtlenek ksenonu.

Ksenon powstaje jako produkt uboczny podczas separacja powietrza. Jest izolowany z koncentratu krypton-ksenonu (patrz Krypton). Produkują ksenon czysty (99,4% obj.) i o wysokiej czystości (99,9%). Ksenon otrzymywany jest jako produkt uboczny produkcji ciekłego tlenu w zakładach metalurgicznych.

W przemyśle ksenon powstaje jako produkt uboczny rozdziału powietrza na tlen i azot. Po tym rozdziale, które zwykle przeprowadza się przez rektyfikację, powstały ciekły tlen zawiera niewielkie ilości kryptonu i ksenonu. Dalsza rektyfikacja wzbogaca ciekły tlen do zawartości 0,1-0,2% mieszaniny krypton-ksenon, która jest oddzielana adsorpcja na żelu krzemionkowym lub przez destylację. Wreszcie koncentrat ksenonowo-kryptonowy można rozdzielić przez destylację na krypton i ksenon.

Ze względu na niskie rozpowszechnienie ksenon jest znacznie droższy niż lżejsze gazy obojętne.

Pomimo wysokich kosztów ksenon jest niezbędny w wielu przypadkach:

• 
  Ksenon służy do napełniania lamp żarowych, silnych wyładowań gazowych i pulsacyjnych źródeł światła (wysoka masa atomowa gazu w żarówkach zapobiega parowaniu wolframu z powierzchni żarnika).

• 
  Izotopy promieniotwórcze (127 Xe, 133 Xe, 137 Xe itp.) wykorzystywane są jako źródła promieniowania w radiografii oraz w diagnostyce w medycynie, do wykrywania nieszczelności w instalacjach próżniowych.

• 
  Fluorki ksenonu stosuje się do pasywacji metali.

• 
  Ksenon, zarówno w czystej postaci, jak i z niewielkim dodatkiem par cezu-133, jest wysoce wydajnym płynem roboczym do silników elektrycznych (głównie jonowych i plazmowych) statków kosmicznych.

• 
  Od końca XX wieku ksenon zaczęto stosować jako środek do znieczulenia ogólnego (dość drogi, ale absolutnie nietoksyczny, a raczej, podobnie jak gaz obojętny, nie powoduje konsekwencji chemicznych). Pierwsze rozprawy na temat techniki znieczulenia ksenonowego w Rosji - 1993, jako znieczulenie terapeutyczne, jest skutecznie stosowany w łagodzeniu ostrych stanów odstawiennych i leczeniu narkomanii, a także zaburzeń psychicznych i somatycznych.

• 
  Ciekły ksenon jest czasami używany jako medium robocze dla laserów.

• 
  Fluorki i tlenki ksenonu proponowane są jako silne utleniacze paliwa rakietowego, a także składniki mieszanin gazowych do laserów.

• 
  W izotopie 129 Xe możliwa jest polaryzacja znacznej części spinów jądrowych, tworząc stan ze współkierunkowanymi spinami – stan zwany hiperpolaryzacją.

• 
  W konstrukcji ogniwa Golay zastosowano ksenon.

• 
  Jako katalizatory chemiczne.

• 
  Do transportu fluoru, który wykazuje silne właściwości utleniające.

Ksenon występuje stosunkowo rzadko w atmosferze słonecznej, na Ziemi oraz w asteroidach i kometach. Stężenie ksenonu w atmosferze Marsa jest podobne do tego na Ziemi: 0,08 ppm, chociaż obfitość 129 Xe na Marsie jest większa niż na Ziemi czy Słońcu. Ponieważ izotop ten powstaje w wyniku rozpadu radioaktywnego, odkrycia mogą wskazywać, że Mars utracił swoją pierwotną atmosferę, być może w ciągu pierwszych 100 milionów lat po powstaniu planety. Natomiast Jowisz ma niezwykle wysokie stężenie ksenonu w swojej atmosferze – prawie dwukrotnie większe niż Słońce.

Xenon jest w środku atmosfera ziemska w niezwykle małych ilościach, 0,087 ± 0,001 części na milion (μL/L), występuje także w gazach emitowanych przez niektóre źródła mineralne. Niektóre radioaktywne izotopy ksenonu, takie jak 133 Xe i 135 Xe, powstają w wyniku napromieniowania neutronowego paliwa jądrowego w reaktorach.

Angielski naukowiec E. Rutherford zauważył w 1899 r., że preparaty toru emitują oprócz cząstek α ​​także jakąś nieznaną wcześniej substancję, w wyniku czego powietrze wokół preparatów toru stopniowo staje się radioaktywne. Proponował nazwać tę substancję emanacją (od łacińskiego emanatio – wypływ) toru i nadać jej symbol Em. Późniejsze obserwacje wykazały, że preparaty radu emitują również pewną emanację, która ma właściwości radioaktywne i zachowuje się jak gaz obojętny.

Początkowo emanację toru nazywano toronem, a emanację radu nazywano radonem. Udowodniono, że wszystkie emanacje są w rzeczywistości radionuklidami nowego pierwiastka - gazu obojętnego, który odpowiada liczbie atomowej 86. Po raz pierwszy został on wyizolowany w czystej postaci przez Ramsaya i Graya w 1908 r., zaproponowali także nazwanie gazu nitonem (od łacińskie nitens, świetlisty). W 1923 roku gaz został ostatecznie nazwany radonem, a symbol Em zmieniono na Rn.

Radon to radioaktywny gaz jednoatomowy, bezbarwny i bezwonny. Rozpuszczalność w wodzie 460 ml/l; w rozpuszczalnikach organicznych i ludzkiej tkance tłuszczowej rozpuszczalność radonu jest kilkudziesięciokrotnie większa niż w wodzie. Gaz dobrze przenika przez folie polimerowe. Łatwo adsorbowany przez węgiel aktywny i żel krzemionkowy.

Radioaktywność radonu powoduje jego fluorescencję. Radon gazowy i ciekły fluoryzuje światłem niebieskim, natomiast radon stały po ochłodzeniu temperatury azotu Kolor fluorescencji staje się najpierw żółty, a następnie czerwono-pomarańczowy.

Radon tworzy klatraty, które choć mają stały skład, nie zawierają wiązań chemicznych z udziałem atomów radonu. Wraz z fluorem radon w wysokich temperaturach tworzy związki o składzie RnF n, gdzie n = 4, 6, 2. Zatem difluorek radonu RnF 2 jest białą nielotną substancją krystaliczną. Fluorki radonu można również wytwarzać w wyniku działania środków fluorujących (na przykład fluorków halogenowych). Na hydroliza tetrafluorku RnF 4 i sześciofluorek RnF 6 tworzą tlenek radonu RnO 3 . Otrzymano także związki z kationem RnF+.

Aby otrzymać radon, powietrze przedmuchuje się przez wodny roztwór dowolnej soli radu, który niesie ze sobą radon powstający podczas radioaktywnego rozpadu radu. Następnie powietrze jest dokładnie filtrowane w celu wydzielenia mikrokropelek roztworu zawierającego sól radu, które mogą zostać wychwycone przez strumień powietrza. Aby otrzymać sam radon, z mieszaniny gazów usuwa się substancje chemicznie aktywne (tlen, wodór, para wodna itp.), pozostałość skrapla się z ciekłym azotem, a następnie azot i inne gazy obojętne (argon, neon itp.) destylowany z kondensatu.

Radon stosowany jest w medycynie do sporządzania kąpieli radonowych. Radon wykorzystuje się w rolnictwie do aktywacji paszy dla zwierząt [ źródło nieokreślone 272 dni ] w metalurgii jako wskaźnik przy określaniu prędkości przepływu gazu w wielkich piecach i gazociągach. W geologii pomiar zawartości radonu w powietrzu i wodzie służy do poszukiwania złóż uranu i toru, w hydrologii - do badania interakcji wód gruntowych i rzecznych. Dynamikę stężenia radonu w wodach gruntowych można wykorzystać do przewidywania trzęsień ziemi.

Wchodzi w skład radioaktywnych serii 238 U, 235 U i 232 Th. Jądra radonu stale powstają w przyrodzie podczas rozpadu radioaktywnego jąder macierzystych. Zawartość równowagi w skorupie ziemskiej wynosi 7,10−16% masowych. Ze względu na swoją obojętność chemiczną radon stosunkowo łatwo opuszcza sieć krystaliczną minerału „macierzystego” i przedostaje się do wód gruntowych, gazów ziemnych i powietrza. Ponieważ najdłużej żyjącym z czterech naturalnych izotopów radonu jest 222 Rn, jego zawartość w tych środowiskach jest maksymalna.

Stężenie radonu w powietrzu zależy przede wszystkim od sytuacji geologicznej (np. granity zawierające dużo uranu są aktywnymi źródłami radonu, a jednocześnie nad powierzchnią mórz jest go niewiele), ponieważ a także od pogody (podczas deszczu powstają mikropęknięcia, przez które radon wydobywa się z gleby i wypełnia się wodą; pokrywa śnieżna zapobiega również przedostawaniu się radonu do powietrza). Przed trzęsieniami ziemi obserwowano wzrost stężenia radonu w powietrzu, prawdopodobnie na skutek aktywniejszej wymiany powietrza w gruncie na skutek wzrostu aktywności mikrosejsmicznej.

(Galina Afanasjewna – POMOCY z kryptonem, ksenonem, argonem! czy mogę dodać coś jeszcze? I co mam napisać dalej?)

Strona 1

W tym artykule skupimy się na VIIIA-Grupa.

Oto elementy: hel(On), neon(Nie), argon(Ar), krypton(Kr), ksenon(Xe) (są zasadowe), a także radioaktywne radon(Rn).

Formalnie można tu również uwzględnić sztucznie uzyskane ununoctium (Uuo).

Ta grupa elementów ma również swoją nazwę - aerogeny, ale częściej są nazywane szlachetny, Lub gazy obojętne.

Gazy szlachetne

Gazy te łączy niska reaktywność. Słowo bezwładność dokładnie oznacza bezczynność. Dlatego przez długi czas nie byli nawet świadomi ich istnienia. Nie można ich określić za pomocą reakcji. Odkryto je w powietrzu (stąd nazwa aerogeny), usuwając z niego tlen i inne „gazy będące produktami ubocznymi” w celu uzyskania azotu, i ustalono eksperymentalnie, że tak otrzymany azot zawiera zanieczyszczenia. Zanieczyszczenia te okazały się gazami obojętnymi.

Aby zrozumieć przyczynę niskiej reaktywności tych gazów, należy skonstruować ich schematy elektroniczne:

Widzimy to żadnych niesparowanych elektronów, orbitale są wypełnione. Jest to bardzo korzystny stan powłoki elektronowej. Dlatego wszystkie inne pierwiastki tworzące związki mają tendencję do przybierania konfiguracji elektronicznej gazów szlachetnych (pamiętajcie o regule oktetu), ponieważ jest to korzystne energetycznie, a atomy, podobnie jak ludzie, kochają korzyści.

Ze względu na niską aktywność atomy gazu szlachetnego nie łączą się nawet w cząsteczki dwuatomowe (tak jak ma to miejsce w przypadku: O 2, Cl 2, N 2 itp.).

Gazy szlachetne istnieją w postaci cząsteczek jednoatomowych.

Nie można powiedzieć, że gazy szlachetne są całkowicie obojętne. Niektóre aerogeny posiadają puste orbitale w obrębie tego samego poziomu energetycznego, co oznacza, że ​​możliwy jest proces wzbudzenia elektronów. Obecnie niektóre związki tych „leniwych” pierwiastków pod względem aktywności chemicznej otrzymywano w skrajnie ekstremalnych warunkach. Ale w szkolnym programie nauczania, a zwłaszcza w szkole, nie jest to brane pod uwagę.

Właściwości fizyczne

• hel i neon są lżejsze od powietrza, pozostałe gazy szlachetne, które są niższe, są cięższe, co wynika ze wzrostu masy atomowej.
• Ze względu na obojętność chemiczną receptory smaku i węchu nie są w stanie wykryć obecności gazów szlachetnych w powietrzu, dlatego nie mają one smaku ani zapachu.

Praktyczne znaczenie Gazy szlachetne.

Hel to dobrze znany gaz do napełniania balonów, który nadaje śmieszny głos. Sterowce napełniane są helem (gaz ten, w przeciwieństwie do wodoru, nie jest wybuchowy).

Gazy szlachetne służą do wytworzenia obojętnej (chemicznie nieaktywnej) atmosfery. Niektóre aerogeny wchodzą w skład mieszanin oddechowych, rozcieńczając tlen (tlen jest silnym utleniaczem i nie można wdychać go w czystej postaci).

Kiedy wyładowanie prądowe przepuszczane jest przez gazy szlachetne, mają one tendencję do jasnego świecenia. Który zapewnia aerogenom zastosowania w sprzęcie oświetleniowym. Wygląda całkiem spektakularnie.

- (a. gazy obojętne; n. Inertgase, Tragergase; f. gaz inertes; i. gass inertes) gazy szlachetne, rzadkie, gazy jednoatomowe bez koloru i zapachu: hel (He), neon (Ne) ... Encyklopedia geologiczna

- (gazy szlachetne, gazy rzadkie) pierwiastki rozdz. podgrupy grupy VIII okresowej. układy elementów. Napromienianie obejmuje hel (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), ksenon (Xe) i radioaktywność. radon (Rn). W przyrodzie występują m.in. w atmosferze, Nie... ... Encyklopedia fizyczna

Wielki słownik encyklopedyczny

Gazy szlachetne- tak samo jak gazy szlachetne... Rosyjska encyklopedia ochrony pracy

Gazy szlachetne- GAZY obojętne, takie same jak gazy szlachetne. ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

INERT [ne], aya, och; dziesięć, tak. Słownik objaśniający Ożegowa. SI. Ozhegov, N.Yu. Szwedowa. 1949 1992… Słownik wyjaśniający Ożegowa

gazy obojętne- Pierwiastki grupy VIII Okresowe. systemy: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. różnią się chemicznie. bezwładność, którą tłumaczy się stabilną powierzchnią zewnętrzną powłoka elektroniczna, na której Ne ma 2 elektronikę, reszta ma 8 elektroniki. Mam duży potencjał... Przewodnik tłumacza technicznego

Grupa → 18 ↓ Okres 1 2 Hel ... Wikipedia

gazy obojętne- pierwiastki VIII grupy układu okresowego: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Gazy szlachetne charakteryzują się obojętnością chemiczną, co tłumaczy się stabilną zewnętrzną powłoką elektronową, na której On ma 2 elektrony, reszta ma 8... ... Encyklopedyczny słownik metalurgii

Gazy szlachetne, gazy rzadkie, pierwiastki chemiczne tworzące główną podgrupę 8. grupy układu okresowego Mendelejewa: Hel He (liczba atomowa 2), Neon Ne (10), Argon Ar (18), Krypton Kr (36), Ksenon Xe (54) i Radon Rn (86). Z… … Wielka encyklopedia radziecka

Książki

• Zestaw tabel. Chemia. Niemetale (18 tabel), . Album edukacyjny składający się z 18 arkuszy. Sztuka. 5-8688-018 Halogeny. Chemia halogenów. Siarka. Alotropia. Chemia siarki. Kwas Siarkowy. Chemia azotu. Tlenki azotu. Kwas azotowy jest środkiem utleniającym. Fosfor.…
• Gazy obojętne, Fastovsky V.G.. W książce omówiono podstawowe właściwości fizyczne i fizykochemiczne gazów obojętnych: hel, neon, argon, krypton i ksenon, a także obszary ich zastosowań w przemyśle chemicznym, metalurgicznym,…

- (gaz obojętny), grupa bezbarwnych i bezwonnych gazów tworzących grupę 0 w układzie okresowym. Należą do nich (w kolejności rosnącej liczby atomowej) HEL, NEON, ARGON, KRYPTON, XENON i RADON. Niska aktywność chemiczna... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

GAZY SZLACHETNE- GAZY SZLACHETNE chemiczne. pierwiastki: hel, neon, argon, krypton, ksenon i emanacja. Swoją nazwę zawdzięczają niezdolności do reagowania z innymi żywiołami. W 1894 roku Anglicy. Naukowcy Rayleigh i Ramsay odkryli, że N uzyskiwany z powietrza... ... Wielka encyklopedia medyczna

- (gazy obojętne), pierwiastki chemiczne VIII grupy układu okresowego: hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn. Chemicznie obojętny; wszystkie pierwiastki z wyjątkiem He tworzą związki inkluzyjne, np. Ar25,75H2O, tlenki Xe,... ... Nowoczesna encyklopedia

Gazy szlachetne- (gazy obojętne), pierwiastki chemiczne VIII grupy układu okresowego: hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn. Chemicznie obojętny; wszystkie pierwiastki z wyjątkiem He tworzą związki inkluzyjne, na przykład Ar'5.75H2O, tlenki Xe,... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

- (gazy obojętne) pierwiastki chemiczne: hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn; należą do grupy VIII układu okresowego. Gazy jednoatomowe są bezbarwne i bezwonne. Występuje w małych ilościach w powietrzu, występuje w... ... Wielki słownik encyklopedyczny

Gazy szlachetne- (gazy obojętne) pierwiastki grupy VIII układu okresowego D.I. Mendelejewa: hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn. Występuje w małych ilościach w atmosferze, występuje w niektórych minerałach, gazach ziemnych,... ... Rosyjska encyklopedia ochrony pracy

GAZY SZLACHETNE- (patrz) proste substancje utworzone przez atomy pierwiastków głównej podgrupy grupy VIII (patrz): hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon. W naturze powstają podczas różnych procesów jądrowych. W większości przypadków uzyskuje się je ułamkowo... ... Wielka encyklopedia politechniczna

- (gazy obojętne), pierwiastki chemiczne: hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn; należą do grupy VIII układu okresowego. Gazy jednoatomowe są bezbarwne i bezwonne. Występuje w małych ilościach w powietrzu, występuje w... ... słownik encyklopedyczny

- (gazy obojętne, gazy rzadkie), chemiczne. elementy VIII gr. okresowy układy: hel (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn). W naturze powstają w wyniku rozkładu. procesy nuklearne. Powietrze zawiera 5,24 * 10 4% objętościowych He, ... ... Encyklopedia chemiczna

- (gazy obojętne), chemiczne pierwiastki: hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radon Rn; należą do VIII grupy okresowej. systemy. Gazy jednoatomowe są bezbarwne i bezwonne. Występują w niewielkich ilościach w powietrzu, zawarte w niektórych... ... Naturalna nauka. słownik encyklopedyczny

Książki

• , D. N. Putincew, N. M. Putincew. W książce zbadano właściwości strukturalne, termodynamiczne i dielektryczne gazów szlachetnych, ich wzajemne relacje oraz interakcje międzycząsteczkowe. Część tekstu instrukcji służy...
• Budowa i właściwości substancji prostych. Gazy szlachetne. Instruktaż. Grif MO RF, Putintsev D.N. Książka bada właściwości strukturalne, termodynamiczne i dielektryczne gazów szlachetnych, ich wzajemne relacje oraz interakcje międzycząsteczkowe. Część tekstu instrukcji służy...