Pravdepodobne aj tí ľudia, ktorí sa často nestretávajú s otázkami v chémii, opakovane počuli, že niektoré plyny sa nazývajú ušľachtilé. Málokto sa však čuduje, prečo sa plynom hovorilo ušľachtilé. A dnes sa v tomto článku pokúsime podrobne pochopiť tento problém.

Čo sú „ušľachtilé“ plyny

Skupina vzácnych plynov zahŕňa celý zoznam rôznych chemických prvkov, ktoré možno zoradiť alebo kombinovať podľa ich vlastností. Prirodzene, plyny nemajú úplne identické zloženie a spoločné majú to, že za najjednoduchších podmienok, ktoré sa v chémii nazývajú normálne, tieto plyny nemajú farbu, chuť ani vôňu. Okrem toho majú spoločné aj to, že majú extrémne nízku chemickú reaktivitu.

Zoznam "ušľachtilých" plynov

Zoznam vzácnych plynov, ktoré ľudstvo pozná, obsahuje iba 6 mien. Medzi nimi sú nasledujúce chemické prvky:

• radón;
• hélium;
• xenón;
• argón;
• kryptón;
• Neon.

Prečo sa plyny nazývajú „ušľachtilé“?

Pokiaľ ide o priamy pôvod názvu, ktorý vedci priradili vyššie opísaným chemickým prvkom, dostali ho kvôli správaniu atómov prvkov s inými prvkami.

Ako je známe, chemické prvky sa môžu navzájom ovplyvňovať a navzájom si vymieňať atómy. Táto podmienka platí aj pre mnohé plyny. Ak však hovoríme o prvkoch z vyššie uvedeného zoznamu, nereagujú so žiadnymi inými prvkami prítomnými v periodickej tabuľke, ktorá je nám všetkým známa. To viedlo k tomu, že vedci veľmi rýchlo podmienečne zaradili plyny do jednej skupiny a nazvali to ušľachtilým na počesť ich „správania“.

Iné názvy pre „ušľachtilé“ plyny

Je dôležité poznamenať, že vzácne plyny majú aj iné názvy, ktorými ich vedci nazývajú a ktoré možno nazvať aj oficiálnymi

„Vznešené“ plyny sa tiež nazývajú „inertné“ alebo „vzácne“ plyny

Pokiaľ ide o druhú možnosť, jej pôvod je celkom zrejmý, pretože z celej periodickej tabuľky prvkov možno zaznamenať iba 6 atómov, ktoré patria do zoznamu vzácnych plynov. Ak hovoríme o pôvode názvu „Inert“, potom tu môžete použiť synonymá tohto slova, medzi ktorými sú také pojmy ako „neaktívny“ alebo „chýbajúca iniciatíva“.

Všetky tri názvy používané pre takéto plyny sú teda relevantné a racionálne vybrané.

Strana 1
Vzácne (inertné) plyny.

	2 On	10 Nie	18Ar	36 Kr	54 Xe	86 Rn
Atómová hmotnosť	4,0026	20,984	39,948	83,80	131,30
valenčné elektróny	1 s 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
Atómový polomer	0,122	0,160	0,192	0,198	0,218	0,22
Ionizačná energia E - → E +	24,59	21,57	15,76	14,00	12,13	10,75
Obsah v zemskej atmosfére, %	5*10 -4	1,8*10 -3	9,3*10 -1	1,1*10 -4	8,6*10 -6	6*10 -20

Vzácne (inertné) plyny sú prvky hlavnej podskupiny skupiny VIII: hélium (He), neón (Ne), argón (Ar), kryptón (Kr), xenón (Xe) a radón (Rn) (rádioaktívny prvok). . Každý vzácny plyn dokončí zodpovedajúce obdobie v periodickej tabuľke a má stabilnú, úplne dokončenú externú elektronickú úroveň - ns 2 n.p. 6 . – to vysvetľuje jedinečné vlastnosti prvkov podskupiny. Vzácne plyny sa považujú za úplne inertné. Odtiaľ pochádza ich druhé meno – inertný.

Všetky vzácne plyny sú súčasťou atmosféry, ich obsah v atmosfére v objemových percentách (%) je: hélium - 4,6 * 10 -4; argón – 0,93; kryptón – 1,1* 10 -4; xenón – 0,8 * 10 -6 a radón – 6 * 10 -8. Za normálnych podmienok sú to všetky plyny bez zápachu a farby, zle rozpustné vo vode. Ich teploty varu a topenia sa zvyšujú so zvyšujúcou sa veľkosťou atómov. Molekuly sú monatomické.

Vlastnosti	On	Nie	Ar	Kr	Xe	Rn
Atómový polomer, nm	0,122	0,160	0,191	0,201	0,220	0,231
Ionizačná energia atómov, eV	24,58	21,56	15,76	14,00	12,13	10,75
Bod varu, o C	-268,9	-245,9	-185,9	-153,2	-181,2	Blízko
Teplota topenia, o C	-272,6 (pod tlakom)	-248,6	-189,3	-157,1	-111,8	Blízko
Rozpustnosť v 1 litri vody pri 0 o C, ml	10	-	60	-	50	-

§1. hélium

Hélium bolo objavené v roku 1868. Použitie metódy spektrálnej analýzy slnečného žiarenia (Lockyer a Frankland, Anglicko; Jansen, Francúzsko). Hélium bolo objavené na Zemi v roku 1894. V minerále kleveit (Ramsay, Anglicko).

Z gréčtiny ἥλιος - "Slnko" (pozri Helios). Je zvláštne, že názov prvku používal koncovku „-i“, charakteristickú pre kovy (v latinčine „-um“ - „Helium“), pretože Lockyer predpokladal, že prvok, ktorý objavil, bol kov. Analogicky s inými vzácnymi plynmi by bolo logické dať mu názov „Helion“. V modernej vede sa názov „helion“ priraďuje jadru ľahkého izotopu hélia - hélia-3.

Špeciálna stabilita elektrónovej štruktúry atómu odlišuje hélium od všetkých ostatných chemických prvkov periodickej tabuľky.

Hélium je svojimi fyzikálnymi vlastnosťami najbližšie k molekulárnemu vodíku. Vďaka zanedbateľnej polarizovateľnosti atómov hélia má najnižšie teploty varu a topenia.

Hélium je menej rozpustné ako iné plyny vo vode a iných rozpúšťadlách. Za normálnych podmienok je hélium chemicky inertné, ale pri silnej excitácii atómov môže vytvárať molekulárne ióny. Za normálnych podmienok sú tieto ióny nestabilné; Zachytím chýbajúci elektrón, rozdelia sa na dva neutrálne atómy. Je tiež možná tvorba ionizovaných molekúl. Hélium je najťažšie stlačiteľné zo všetkých plynov.

Hélium sa môže premeniť na kvapalné skupenstvo až pri teplote blížiacej sa absolútnej nule, t.j. -273,15. Kvapalné hélium pri teplote asi 2K má jedinečnú vlastnosť - supratekutosť, ktorá v roku 1938. Bol otvorený P.L. Kapitsa a teoreticky podložené L.D. Landau, ktorý vytvoril kvantovú teóriu konvolúcie. Kvapalné hélium existuje v dvoch modifikáciách: hélium I, ktoré sa správa ako obyčajná kvapalina, a hélium II, supertermálna vodivá a superprchavá kvapalina. Hélium II vedie teplo 10 7-krát lepšie ako hélium I (a 1000-krát lepšie ako striebro). Nemá prakticky žiadnu viskozitu, okamžite prechádza úzkymi kapilárami a spontánne preteká cez steny krvných ciev vo forme tenkého filmu. Atómy v supratekutom stave sa správajú veľmi podobne ako elektróny v supravodičoch.

V zemskej kôre sa hélium hromadí v dôsledku rozpadu častíc rádioaktívnych prvkov a nachádza sa rozpustené v mineráloch a prírodných kovoch.

Jadrá hélia sú mimoriadne stabilné a sú široko používané na vykonávanie rôznych jadrových reakcií.

V priemysle sa hélium izoluje najmä zo zemných plynov hlbokým chladením. Zároveň ako látka s najnižším bodom varu zostáva vo forme plynu, pričom všetky ostatné plyny kondenzujú.

Plynné hélium sa používa na vytvorenie inertnej atmosféry pri zváraní kovov, konzervovaní potravín atď. Kvapalné hélium sa používa v laboratóriu ako chladivo vo fyzike nízkych teplôt.

§2. Neon

Neón objavili v júni 1898 škótsky chemik William Ramsay a anglický chemik Maurice Travers. Tento inertný plyn izolovali „vylúčením“ po skvapalnení kyslíka, dusíka a všetkých ťažších zložiek vzduchu. Prvok dostal jednoduchý názov „neón“, čo v preklade z gréčtiny znamená „nový“. V decembri 1910 francúzsky vynálezca Georges Claude vyrobil plynovú výbojku naplnenú neónom.

Názov pochádza z gréčtiny. νέος - nový.

Existuje legenda, podľa ktorej meno prvku dal Ramsayho trinásťročný syn Willie, ktorý sa svojho otca spýtal, ako nazve nový plyn, pričom poznamenal, že by mu rád dal meno. novum(latinka - nová). Jeho otcovi sa táto myšlienka páčila, ale cítil, že názov neónové, odvodené z gréckeho synonyma, bude znieť lepšie.

Neón má podobne ako hélium veľmi vysoký ionizačný potenciál (21,57 eV), preto nevytvára zlúčeniny valenčného typu. Jeho hlavný rozdiel od hélia spočíva v relatívne väčšej polarizovateľnosti atómu, t.j. o niečo väčší sklon k tvorbe medzimolekulových väzieb.

Neón má veľmi nízke teploty varu (-245,9 °C) a teploty topenia (-248,6 °C), na druhom mieste po héliu a vodíku. V porovnaní s héliom má neón o niečo vyššiu rozpustnosť a schopnosť adsorbovať sa.

Podobne ako hélium, neón, keď je silne excitovaný atómami, vytvára molekulárne ióny typu Ne 2 +.

Neón vzniká spolu s héliom ako vedľajší produkt pri procese skvapalňovania a oddeľovania vzduchu. Oddelenie hélia a neónu sa uskutočňuje adsorpciou alebo kondenzáciou. Adsorbovaná metóda je založená na schopnosti neónu, na rozdiel od hélia, byť adsorbovaný aktívnym uhlím chladeným tekutým dusíkom. Kondenzačná metóda je založená na vymrazovaní neónu pri chladení zmesi kvapalným vodíkom.

Neón sa používa v technológii elektrického vákua na plnenie stabilizátorov napätia, fotobuniek a iných zariadení. Rôzne typy neónových lámp s charakteristickou červenou žiarou sa používajú v majákoch a iných osvetľovacích zariadeniach, vo svetelnej reklame atď.

Prírodný neón pozostáva z troch stabilných izotopov: 21 Ne a 22 Ne.

V hmote sveta neónové Je distribuovaný nerovnomerne, ale vo všeobecnosti je na piatom mieste vo vesmíre medzi všetkými prvkami - asi 0,13% hmotnosti. Najvyššia koncentrácia neónu je pozorovaná na Slnku a iných horúcich hviezdach, v plynných hmlovinách, v atmosfére planét slnečnej sústavy- Jupiter, Saturn, Urán, Neptún. V atmosfére mnohých hviezd je neón na treťom mieste po vodíku a héliu. Zo všetkých prvkov druhého obdobia neónové- najmenšia populácia na Zemi. V rámci ôsmej skupiny neónové Z hľadiska obsahu v zemskej kôre je na treťom mieste – po argóne a héliu. Plynové hmloviny a niektoré hviezdy obsahujú mnohonásobne viac neónu, ako sa nachádza na Zemi.

Na Zemi je najvyššia koncentrácia neónu pozorovaná v atmosfére - 1,82 10 −3 % objemu a jeho celkové zásoby sa odhadujú na 7,8 10 14 m³. 1 m³ vzduchu obsahuje asi 18,2 cm³ neónu (pre porovnanie: rovnaký objem vzduchu obsahuje len 5,2 cm³ hélia). Priemerný obsah neónu v zemskej kôre je nízky - 7·10−9% hmotnosti. Celkovo je na našej planéte asi 6,6 10 10 ton neónu. Vyvreté horniny obsahujú asi 10 9 ton tohto prvku. Keď sa horniny rozpadnú, plyn uniká do atmosféry. V menšej miere je atmosféra zásobovaná neónovými a prírodnými vodami.

Vedci vidia príčinu neónovej chudoby našej planéty v tom, že Zem kedysi stratila svoju primárnu atmosféru, ktorá si so sebou vzala väčšinu inertných plynov, ktoré sa nedokázali podobne ako kyslík a iné plyny chemicky viazať s inými prvkami na minerály a tým získať oporu na planéte.

V roku 1892 britský vedec John Strett, u nás známy ako Lord Rayleigh ( cm. Rayleighovo kritérium) sa zaoberal jedným z tých monotónnych a nie veľmi vzrušujúcich diel, bez ktorých experimentálna veda predsa nemôže existovať. Študoval optické a chemické vlastnosti atmosféry, pričom si dal za cieľ zmerať hmotnosť litra dusíka s presnosťou, akú nikto pred ním nedokázal.

Výsledky týchto meraní sa však zdali paradoxné. Hmotnosť litra dusíka získaná odstránením všetkých ostatných vtedy známych látok (napríklad kyslíka) zo vzduchu a hmotnosť litra dusíka získaná chemickou reakciou (prechodom amoniaku cez meď zahriatu na červené teplo) byť iný. Ukázalo sa, že dusík zo vzduchu je o 0,5 % ťažší ako dusík získaný chemicky. Tento rozpor Rayleigha prenasledoval. Keď sa Rayleigh uistil, že v experimente neboli urobené žiadne chyby, publikoval v časopise Príroda list s otázkou, či by niekto mohol vysvetliť dôvod týchto nezrovnalostí.

Sir William Ramsay (1852 – 1916), vtedy pôsobiaci na University College London, odpovedal na Rayleighov list. Ramsay navrhol, že v atmosfére môže byť neobjavený plyn a navrhol použiť najnovšie zariadenie na izoláciu tohto plynu. V experimente bol vzduch obohatený kyslíkom zmiešaný s vodou vystavený elektrickému výboju, ktorý spôsobil, že atmosférický dusík sa spojil s kyslíkom a rozpustil výsledné oxidy dusíka vo vode. Na konci experimentu, po vyčerpaní všetkého dusíka a kyslíka zo vzduchu, zostala v nádobe ešte malá bublinka plynu. Keď cez tento plyn prešla elektrická iskra a bola podrobená spektroskopii, vedci videli predtým neznáme spektrálne čiary ( cm. Spektroskopia). To znamenalo, že bol objavený nový prvok. Rayleigh a Ramsay zverejnili svoje výsledky v roku 1894 a pomenovali nový plyn argón, z gréckeho „lenivý“, „ľahostajný“. A v roku 1904 obaja dostali za túto prácu Nobelovu cenu. Nedelilo sa to však medzi vedcov, ako je v našej dobe zvykom, ale každý dostal cenu vo svojom odbore – Rayleigh za fyziku, Ramsay za chémiu.

Dokonca došlo k nejakému konfliktu. V tom čase mnohí vedci verili, že „ovládajú“ určité oblasti výskumu a nebolo celkom jasné, či Rayleigh dal Ramsaymu povolenie pracovať na tomto probléme. Našťastie boli obaja vedci dostatočne múdri na to, aby si uvedomili výhody spoločnej práce a spoločným zverejnením svojich výsledkov eliminovali možnosť nepríjemného súboja o prvenstvo.

Argón je monatomický plyn. S relatívne väčšou veľkosťou atómov je argón náchylnejší na vytváranie medzimolekulových väzieb ako hélium a neón. Preto sa argón vo forme prosovej látky vyznačuje mierne vyššími bodmi varu (pri normálnom tlaku) -185,9 °C (o niečo nižšími ako kyslík, ale mierne vyššími ako dusík) a bodmi topenia (-184,3 °C). 3,3 ml argónu sa rozpúšťa v 100 ml vody pri 20 °C, v niektorých organických rozpúšťadlách sa argón rozpúšťa oveľa lepšie ako vo vode.

Argón tvorí medzimolekulové inklúzne zlúčeniny - klatráty približného zloženia Ar*6H 2 0 je kryštalická látka, ktorá sa rozkladá pri atmosférickom tlaku a teplote -42,8 °C. Dá sa získať priamo interakciou argónu s vodou pri 0 °C a tlaku rádovo 1,5 x 107 Pa. So zlúčeninami H 2 S, SO 2, CO 2, HCl, argón dáva dvojité hydráty, t.j. zmiešané klatráty.

Argón sa získava zo separácie kvapalného vzduchu, ako aj z odpadových plynov syntézy amoniaku. Argón sa používa v metalurgických a chemických procesoch vyžadujúcich inertnú atmosféru, v osvetľovacej technike, elektrotechnike, jadrovej energetike atď.

Argón (spolu s neónom) je pozorovaný na niektorých hviezdach a v planetárne hmloviny. Vo všeobecnosti je ho vo vesmíre viac ako vápnika, fosforu a chlóru, zatiaľ čo na Zemi existujú opačné vzťahy.

Argón je po dusíku a kyslíku treťou najrozšírenejšou zložkou vzduchu, jeho priemerný obsah v zemskej atmosfére je 0,934 % objemu a 1,288 % hmotnosti, jeho zásoby v atmosfére sa odhadujú na 4 10 14 ton. inertný plyn v zemskej atmosfére, 1 m³ vzduchu obsahuje 9,34 litra argónu (pre porovnanie: rovnaký objem vzduchu obsahuje 18,2 cm³ neónu, 5,2 cm³ hélia, 1,1 cm³ kryptónu, 0,09 cm³ xenónu).

§4. Krypton

V roku 1898 anglický vedec W. Ramsay izoloval z kvapalného vzduchu (predtým odstránil kyslík, dusík a argón) zmes, v ktorej boli spektrálnou metódou objavené dva plyny: kryptón („skrytý“, „tajný“) a xenón („“ cudzinec“, „nezvyčajné“).

Z gréčtiny κρυπτός - skrytý.

Nachádza sa v atmosférickom vzduchu. Vzniká počas jadrového štiepenia, a to aj v dôsledku prirodzených procesov vyskytujúcich sa v rudách rádioaktívnych kovov. Kryptón sa získava ako vedľajší produkt z separácia vzduchu.

Plynný kyslík obsahujúci Kr a Xe z kondenzátora zariadenia na výrobu O 2 sa dodáva na rektifikáciu v tzv. kryptónová kolóna, v ktorej sa Kr a Xe extrahujú z plynného O 2, keď sa premýva refluxom vytvoreným v hornej časti kondenzátora kryptónovej kolóny. Spodná kvapalina je obohatená o Kr a Xe; ten sa potom takmer úplne odparí, neodparená časť je tzv. volal chudý železo-xenónový koncentrát (menej ako 0,2 % Kr a Xe) - nepretržite prúdi cez výparník do plynovej nádrže. Pri optimálnom refluxnom pomere 0,13 je stupeň extrakcie Kr a Xe 0,90. Oddelený koncentrát sa stlačí na 0,5-0,6 MPa a privádza sa cez výmenník tepla do kontaktného zariadenia s CuO zahriatym na ~1000 K, aby sa spálili uhľovodíky v ňom obsiahnuté. Po ochladení vo vodnej chladničke sa zmes plynov čistí od nečistôt CO 2 a vody pomocou KOH, najprv v práčkach a potom vo valcoch. Pálenie a čistenie sa niekoľkokrát opakujú. raz. Vyčistený koncentrát sa ochladí a kontinuálne privádza do usmerňovača. kolóna pod tlakom 0,2-0,25 MPa. V tomto prípade sa Kr a Xe akumulujú v spodnej kvapaline na obsah 95 až 98 %. Tento tzv Surová zmes kryptónu a xenónu sa posiela cez splyňovač, zariadenie na spaľovanie uhľovodíkov a čistiaci systém do plynových nádrží. Z plynojemu plynná zmes vstupuje do splyňovača, kde kondenzuje pri 77 K. Časť tejto zmesi sa podrobí frakčnému odparovaniu. V dôsledku toho posledný čistením od O 2 v kontaktnom prístroji s CuO vzniká čistý kryptón. Zvyšná plynná zmes sa podrobí adsorpcii v zariadeniach s aktivátorom. uhlie pri 200-210 K; v tomto prípade sa uvoľňuje čistý kryptón a Xe a časť kryptónu sú absorbované uhlím. Adsorbovaný Kr a Xe sa oddelia frakcionovanou desorpciou. Pri kapacite 20 000 m 3 /h upraveného vzduchu (273 K, 0,1 MPa) sa ročne získa 105 m 3 kryptónu. Extrahuje sa tiež z metánovej frakcie čistiacich plynov pri výrobe NH 3 . Vyrábajú čistý kryptón (viac ako 98,9 % objemu kryptónu), technický. (viac ako 99,5 % zmes Kr a Xe) a zmes kryptónu a xenónu (menej ako 94,5 % kryptónu). Kryptón sa používa na plnenie žiaroviek, plynových výbojok a röntgenových trubíc. Rádioaktívny izotop 85 Kr sa používa ako zdroj b-žiarenia v medicíne, na detekciu netesností vo vákuových zariadeniach, napr. izotopový indikátor počas koróznych štúdií na sledovanie opotrebovania dielov. Kryptón a jeho zmesi s Xe sa skladujú a prepravujú pod tlakom 5-10 MPa pri 20°C v uzavretom obale oceľové valcečierna resp. s jedným žltým pruhom a nápisom „Krypton“ a dvoma žltými pruhmi a nápisom „Krypton-xenon“. Kryptón objavili v roku 1898 W. Ramsay a M. Travers. Lit.

§5. xenón

Objavený v roku 1898 anglickými vedcami W. Ramsayom a W. Rayleighom ako malá prímes kryptónu.

Z gréčtiny ξένος — cudzinec.

Teplota topenia −112 °C, teplota varu −108 °C, vo výboji fialová žiara.

Prvý inertný plyn, pre ktorý boli pripravené skutočné chemické zlúčeniny. Príklady spojení môžu byť xenóndifluorid, xenón tetrafluorid, xenón hexafluorid, oxid xenónový.

Xenón vzniká ako vedľajší produkt pri separácia vzduchu. Je izolovaný z koncentrátu kryptónu a xenónu (pozri Krypton). Vyrábajú čistý (99,4 % obj.) a vysoko čistý xenón (99,9 %) Xenón sa získava ako vedľajší produkt pri výrobe kvapalného kyslíka v hutníckych podnikoch.

V priemysle sa xenón vyrába ako vedľajší produkt pri delení vzduchu na kyslík a dusík. Po tejto separácii, ktorá sa zvyčajne uskutočňuje rektifikáciou, výsledný kvapalný kyslík obsahuje malé množstvá kryptónu a xenónu. Ďalšou rektifikáciou sa obohacuje kvapalný kyslík na obsah 0,1-0,2% zmesi kryptónu a xenónu, ktorý sa oddelí adsorpcia na silikagéli alebo destiláciou. Nakoniec je možné xenón-kryptónový koncentrát rozdeliť destiláciou na kryptón a xenón.

Vzhľadom na nízku prevalenciu je xenón oveľa drahší ako ľahšie inertné plyny.

Napriek vysokým nákladom je xenón nevyhnutný v mnohých prípadoch:

• 
  Xenón sa používa na plnenie žiaroviek, výkonných plynových výbojok a zdrojov pulzného svetla (vysoká atómová hmotnosť plynu v žiarovkách zabraňuje vyparovaniu volfrámu z povrchu vlákna).

• 
  Rádioaktívne izotopy (127 Xe, 133 Xe, 137 Xe atď.) sa používajú ako zdroje žiarenia v rádiografii a na diagnostiku v medicíne, na zisťovanie netesností vo vákuových zariadeniach.

• 
  Xenónové fluoridy sa používajú na pasiváciu kovov.

• 
  Xenón, ako vo svojej čistej forme, tak aj s malým prídavkom pár cézia-133, je vysoko účinná pracovná kvapalina pre elektrické pohonné (hlavne iónové a plazmové) motory kozmických lodí.

• 
  Od konca 20. storočia sa xenón začal používať ako prostriedok na celkovú anestéziu (dosť drahý, ale absolútne netoxický, resp. ako inertný plyn nespôsobuje chemické následky). Prvé dizertačné práce o technike xenónovej anestézie v Rusku - 1993, ako terapeutická anestézia sa účinne používa na zmiernenie akútnych abstinenčných stavov a liečbu drogovej závislosti, ako aj duševných a somatických porúch.

• 
  Kvapalný xenón sa niekedy používa ako pracovné médium pre lasery.

• 
  Xenónové fluoridy a oxidy sú navrhované ako silné oxidačné činidlá raketového paliva, ako aj zložky zmesí plynov pre lasery.

• 
  V izotope 129 Xe je možné polarizovať značnú časť jadrových spinov, aby sa vytvoril stav so spoločne riadenými spinmi - stav nazývaný hyperpolarizácia.

• 
  Pri návrhu Golayovho článku je použitý xenón.

• 
  Ako chemické katalyzátory.

• 
  Na prepravu fluóru, ktorý vykazuje silné oxidačné vlastnosti.

Xenón je pomerne vzácny v slnečnej atmosfére, na Zemi a v asteroidoch a kométach. Koncentrácia xenónu v atmosfére Marsu je podobná ako na Zemi: 0,08 ppm, hoci množstvo 129 Xe na Marse je vyššie ako na Zemi alebo Slnku. Keďže tento izotop vzniká rádioaktívnym rozpadom, zistenia môžu naznačovať, že Mars stratil svoju primárnu atmosféru, možno v priebehu prvých 100 miliónov rokov po vzniku planéty. Jupiter má naopak vo svojej atmosfére nezvyčajne vysokú koncentráciu xenónu – takmer dvakrát vyššiu ako Slnko.

Xenón je tu zemskú atmosféru v extrémne malých množstvách, 0,087±0,001 častíc na milión (μl/l), a nachádza sa aj v plynoch emitovaných niektorými minerálne pramene. Niektoré rádioaktívne izotopy xenónu, ako napríklad 133 Xe a 135 Xe, sa vyrábajú neutrónovým ožarovaním jadrového paliva v reaktoroch.

Anglický vedec E. Rutherford v roku 1899 poznamenal, že tóriové prípravky vyžarujú okrem α-častíc aj nejakú dovtedy neznámu látku, takže vzduch okolo tóriových prípravkov sa postupne stáva rádioaktívnym. Túto látku navrhol nazvať emanáciou (z lat. emanatio - výtok) tória a dať jej symbol Em. Následné pozorovania ukázali, že aj prípravky rádia vyžarujú určitú emanáciu, ktorá má rádioaktívne vlastnosti a správa sa ako inertný plyn.

Pôvodne sa emanácia tória nazývala thoron a emanácia rádia sa nazývala radón. Bolo dokázané, že všetky emanácie sú vlastne rádionuklidy nového prvku – inertného plynu, ktorý zodpovedá atómovému číslu 86. Prvýkrát ho v čistej forme izolovali Ramsay a Gray v roku 1908, navrhli tiež nazvať plyn nitón (od r. latinsky nitens, svetelný). V roku 1923 bol plyn konečne pomenovaný radón a symbol Em sa zmenil na Rn.

Radón je rádioaktívny monatomický plyn, bez farby a zápachu. Rozpustnosť vo vode 460 ml/l; v organických rozpúšťadlách a v ľudskom tukovom tkanive je rozpustnosť radónu desaťkrát vyššia ako vo vode. Plyn dobre preniká cez polymérne filmy. Ľahko sa adsorbuje aktívnym uhlím a silikagélom.

Vlastná rádioaktivita radónu spôsobuje jeho fluorescenciu. Plynný a kvapalný radón fluoreskuje modrým svetlom, zatiaľ čo pevný radón po ochladení na teploty dusíka Fluorescenčná farba je najprv žltá, potom červeno-oranžová.

Radón tvorí klatráty, ktoré aj keď majú konštantné zloženie, neobsahujú chemické väzby s atómami radónu. Radón pri vysokých teplotách vytvára s fluórom zlúčeniny zloženia RnF n, kde n = 4, 6, 2. Difluorid radón RnF 2 je teda biela neprchavá kryštalická látka. Fluoridy radónu sa môžu vyrábať aj pôsobením fluoračných činidiel (napríklad halogénfluoridov). O hydrolýza tetrafluoridu RnF 4 a hexafluorid RnF 6 tvoria oxid radónu RnO 3 . Získali sa tiež zlúčeniny s katiónom RnF+.

Na získanie radónu sa vzduch vháňa cez vodný roztok akejkoľvek soli rádia, ktorý so sebou nesie radón vznikajúci pri rádioaktívnom rozpade rádia. Potom sa vzduch opatrne prefiltruje, aby sa oddelili mikrokvapôčky roztoku obsahujúceho soľ rádia, ktoré je možné zachytiť prúdom vzduchu. Na získanie samotného radónu sa zo zmesi plynov odstránia chemicky aktívne látky (kyslík, vodík, vodná para a pod.), zvyšok sa kondenzuje s kvapalným dusíkom, následne sa dusík a ďalšie inertné plyny (argón, neón atď.) destilovaný z kondenzátu.

Radón sa používa v medicíne na prípravu radónových kúpeľov. Radón sa používa v poľnohospodárstve na aktiváciu krmiva pre zvieratá [ zdroj neuvedený 272 dní ] , v hutníctve ako ukazovateľ pri určovaní rýchlosti prúdenia plynu vo vysokých peciach a plynovodoch. V geológii sa meranie obsahu radónu vo vzduchu a vode používa na vyhľadávanie ložísk uránu a tória, v hydrológii - na štúdium interakcie podzemných a riečnych vôd. Dynamiku koncentrácie radónu v podzemnej vode možno využiť na predpovedanie zemetrasení.

Je súčasťou rádioaktívneho radu 238 U, 235 U a 232 Th. Radónové jadrá neustále vznikajú v prírode pri rádioaktívnom rozpade materských jadier. Rovnovážny obsah v zemskej kôre je 7·10−16 % hmotnosti. Radón vďaka svojej chemickej inertnosti pomerne ľahko opúšťa kryštálovú mriežku „materského“ minerálu a dostáva sa do podzemných vôd, zemných plynov a vzduchu. Keďže najdlhší zo štyroch prirodzených izotopov radónu je 222 Rn, je jeho obsah v týchto prostrediach maximálny.

Koncentrácia radónu v ovzduší závisí predovšetkým od geologickej situácie (aktívnym zdrojom radónu sú napríklad žuly, ktoré obsahujú veľa uránu, pričom zároveň je radónu nad hladinou morí málo), nakoľko ako aj na počasí (pri daždi sa mikrotrhlinky, ktorými radón prichádza z pôdy, zapĺňajú vodou, snehová pokrývka tiež bráni prenikaniu radónu do ovzdušia). Pred zemetraseniami bol pozorovaný nárast koncentrácie radónu v ovzduší, pravdepodobne v dôsledku aktívnejšej výmeny vzduchu v zemi v dôsledku zvýšenia mikroseizmickej aktivity.

(Galina Afanasyevna – POMOC s kryptónom, xenónom, argónom! môžem ešte niečo dodať? A čo mám napísať ďalej?)

Strana 1

V tomto článku sa zameriame na VIIIA-skupina.

Sú to tieto prvky: hélium(on), neónové(Ne), argón(Ar), krypton(Kr), xenón(Xe) (tieto sú základné), ako aj rádioaktívne radón(Rn).

A formálne sem možno zaradiť aj umelo získané ununoctium (Uuo).

Táto skupina prvkov má tiež svoj vlastný názov - aerogény, ale častejšie sú tzv ušľachtilý, alebo inertné plyny.

Vzácne plyny

Tieto plyny spája nízka reaktivita. Slovo zotrvačnosť presne znamená nečinnosť. Preto o ich existencii dlho ani nevedeli. Nedajú sa určiť pomocou reakcií. Boli objavené vo vzduchu (odtiaľ názov aerogény), odstraňovaním kyslíka a iných „plynných vedľajších produktov“ z neho, aby sa získal dusík, a experimentálne sa zistilo, že takto získaný dusík obsahuje nečistoty. Ukázalo sa, že tieto nečistoty sú inertné plyny.

Aby ste pochopili dôvod nízkej reaktivity týchto plynov, musíte zostaviť ich elektronické schémy:

To vidíme žiadne nepárové elektróny, orbitály sú vyplnené. Toto je veľmi priaznivý stav elektrónového obalu. Preto všetky ostatné prvky, tvoriace zlúčeniny, majú tendenciu nadobúdať elektronickú konfiguráciu vzácnych plynov (pamätajte na pravidlo oktetu), pretože je to energeticky priaznivé a atómy, ako ľudia, milujú výhody.

Atómy vzácnych plynov sa pre svoju nízku aktivitu ani nespájajú do dvojatómových molekúl (ako to robia: O 2, Cl 2, N 2 atď.).

Vzácne plyny existujú ako monatomické molekuly.

Nedá sa povedať, že vzácne plyny sú absolútne inertné. Niektoré aerogény majú prázdne orbitály v rámci rovnakej energetickej hladiny, čo znamená, že je možný proces excitácie elektrónov. V súčasnosti sa niektoré zlúčeniny týchto „lenivých“ prvkov z hľadiska chemickej aktivity získavajú za extrémne extrémnych podmienok. Ale v školských osnovách a najmä v škole sa s tým nepočíta.

Fyzikálne vlastnosti

• hélium a neón sú ľahšie ako vzduch, ostatné vzácne plyny, ktoré sú nižšie, sú ťažšie, čo je spôsobené nárastom atómovej hmotnosti.
• V dôsledku chemickej inertnosti nedokážu chuťové a čuchové receptory zistiť prítomnosť vzácnych plynov vo vzduchu, takže nemajú ani chuť, ani vôňu.

Praktický význam vzácnych plynov.

Hélium je známy plyn na plnenie balónov, vďaka čomu je hlas vtipný. Vzducholode sú plnené héliom (tento plyn na rozdiel od vodíka nie je výbušný).

Vzácne plyny sa používajú na vytvorenie inertnej (chemicky neaktívnej) atmosféry. Niektoré aerogény sú súčasťou dýchacích zmesí, riediacich kyslík (kyslík je silné oxidačné činidlo a v čistej forme sa nedá dýchať).

Keď prúdový výboj prechádza cez vzácne plyny, majú tendenciu jasne žiariť. Ktorý poskytuje aerogénom aplikácie pre osvetľovacie zariadenia. Vyzerá to celkom veľkolepo.

- (a. inertné plyny; n. Inertgas, Tragergase; f. gaz inertes; i. plyny inertné) ušľachtilé, vzácne plyny, monoatomické plyny bez farby a zápachu: hélium (He), neón (Ne) ... Geologická encyklopédia

- (vzácne plyny, vzácne plyny) prvky ch. podskupiny skupiny VIII periodické. sústav prvkov. Ožarovanie zahŕňa hélium (He), neón (Ne), argón (Ar), kryptón (Kr), xenón (Xe) a rádioaktivitu. radón (Rn). V prírode, napr. sú prítomné v atmosfére, nie... ... Fyzická encyklopédia

Veľký encyklopedický slovník

Vzácne plyny- rovnako ako vzácne plyny... Ruská encyklopédia ochrany práce

Vzácne plyny- INERTNÉ PLYNY, rovnaké ako vzácne plyny. ... Ilustrovaný encyklopedický slovník

INERT [ne], aya, oh; desať, tna. Ozhegovov výkladový slovník. S.I. Ozhegov, N.Yu. Švedova. 1949 1992 … Ozhegovov výkladový slovník

inertné plyny- Prvky skupiny VIII Periodické. systémy: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. chemicky sa líšia. zotrvačnosť, ktorá sa vysvetľuje stabilnou vonkajšou elektronický plášť, na ktorom má Ne 2 elektroniku, zvyšok má 8 elektroniky. Napríklad majú vysoký potenciál... Technická príručka prekladateľa

Skupina → 18 ↓ Obdobie 1 2 Hélium ... Wikipedia

inertné plyny- prvky skupiny VIII periodickej tabuľky: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. Vzácne plyny sa vyznačujú chemickou inertnosťou, čo sa vysvetľuje stabilným vonkajším elektrónovým obalom, na ktorom má He 2 elektróny, zvyšok má 8... ... Encyklopedický slovník hutníctva

Vzácne plyny, vzácne plyny, chemické prvky tvoriace hlavnú podskupinu 8. skupiny periodického systému Mendelejeva: Hélium He (atómové číslo 2), Neón Ne (10), Argón Ar (18), Kryptón Kr (36), Xenón Xe (54) a Radón Rn (86). Od…… Veľká sovietska encyklopédia

knihy

• Sada stolov. Chémia. Nekovy (18 tabuliek), . Vzdelávací album 18 listov. čl. 5-8688-018 Halogény. Chémia halogénov. Síra. Alotropia. Chémia síry. Kyselina sírová. Chémia dusíka. Oxidy dusíka. Kyselina dusičná je oxidačné činidlo. Fosfor.…
• Inertné plyny, Fastovsky V.G.. Kniha rozoberá základné fyzikálne a fyzikálno-chemické vlastnosti inertných plynov hélium, neón, argón, kryptón a xenón, ako aj oblasti ich použitia v chemickom, metalurgickom,…

- (inertný plyn), skupina plynov bez farby a zápachu, ktoré tvoria skupinu 0 v periodickej tabuľke. Patria sem (v poradí podľa rastúceho atómového čísla) HÉLIUM, NEÓN, ARGÓN, KRYPTON, XENÓN a RADÓN. Nízka chemická aktivita ...... Vedecko-technický encyklopedický slovník

ušľachtilé plyny- ušľachtilé plyny, chemické. prvky: hélium, neón, argón, kryptón, xenón a emanácia. Svoje meno dostali podľa neschopnosti reagovať s inými prvkami. V roku 1894 angl. Vedci Rayleigh a Ramsay zistili, že N sa získava zo vzduchu... ... Veľká lekárska encyklopédia

- (inertné plyny), chemické prvky skupiny VIII periodickej sústavy: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn. Chemicky inertný; všetky prvky okrem He tvoria inklúzne zlúčeniny, napríklad Ar?5.75H2O, oxidy Xe,... ... Moderná encyklopédia

Vzácne plyny- (inertné plyny), chemické prvky skupiny VIII periodickej sústavy: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn. Chemicky inertný; všetky prvky okrem He tvoria inklúzne zlúčeniny, napríklad Ar´5.75H2O, oxidy Xe,... ... Ilustrovaný encyklopedický slovník

- (inertné plyny) chemické prvky: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn; patria do skupiny VIII periodickej tabuľky. Monatomické plyny sú bezfarebné a bez zápachu. V malých množstvách sa vyskytuje vo vzduchu, nachádza sa v... ... Veľký encyklopedický slovník

Vzácne plyny- (inertné plyny) prvky skupiny VIII periodickej tabuľky D. I. Mendelejeva: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn. V malých množstvách prítomný v atmosfére, nachádza sa v niektorých mineráloch, zemných plynoch,... ... Ruská encyklopédia ochrany práce

ušľachtilé plyny- (pozri) jednoduché látky tvorené atómami prvkov hlavnej podskupiny skupiny VIII (pozri): hélium, neón, argón, kryptón, xenón a radón. V prírode vznikajú pri rôznych jadrových procesoch. Vo väčšine prípadov sa získavajú zlomkovo... ... Veľká polytechnická encyklopédia

- (inertné plyny), chemické prvky: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn; patria do skupiny VIII periodickej tabuľky. Monatomické plyny sú bezfarebné a bez zápachu. V malých množstvách sa vyskytuje vo vzduchu, nachádza sa v... ... encyklopedický slovník

- (inertné plyny, vzácne plyny), chemické. prvky VIII gr. periodické systémy: hélium (He), neón (Ne), argón (Ar), kryptón (Kr), xenón (Xe), radón (Rn). V prírode vznikajú v dôsledku rozkladu. jadrové procesy. Vzduch obsahuje 5,24 * 10 4 % objemových He, ... ... Chemická encyklopédia

- (inertné plyny), chemické prvky: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn; patria do VIII periodickej skupiny. systémov. Monatomické plyny sú bezfarebné a bez zápachu. Sú prítomné v malých množstvách vo vzduchu, obsiahnuté v určitých... ... Prírodná veda. encyklopedický slovník

knihy

• , D. N. Putincev, N. M. Putincev. Kniha skúma štrukturálne, termodynamické a dielektrické vlastnosti vzácnych plynov, ich vzťah medzi sebou a s medzimolekulovou interakciou. Časť textu návodu slúži...
• Štruktúra a vlastnosti jednoduchých látok. Vzácne plyny. Návod. Grif MO RF, Putintsev D.N. Kniha skúma štrukturálne, termodynamické a dielektrické vlastnosti vzácnych plynov, ich vzťah medzi sebou a s medzimolekulovou interakciou. Časť textu návodu slúži...