Jalokaasujen ominaisuudet, kokoonpano, reaktiot, käyttö

Se jalokaasut Ne ovat joukko elementtejä, jotka integroivat jaksollisen taulukon ryhmän 18. Vuosien mittaan niitä on kutsuttu myös harvinaisiksi tai inerteiksi kaasuiksi, molemmat epätarkkoiksi nimellisiksi; Jotkut heistä ovat erittäin runsaasti maapallon ulkopuolella ja planeetalla, ja ne kykenevät myös äärimmäisissä olosuhteissa reagoida.

Sen seitsemän elementtiä integroivat ehkä ainutlaatuisin jaksollisen taulukon ryhmä, jonka ominaisuudet ja harvat reaktiivisuudet vaikuttavat yhtä paljon kuin jalo -metallit. Heidän joukossaan paraati inerttin (neon) elementti, toiseksi runsain kosmos (helium) ja raskain ja epävakain (oganese).

Viiden jalokaasun kirkkaus teissä tai lasiruokapäässä. Lähde: Uusi työntekijä-HP (keskustelu) www.Pse-Mendelejew.); Alkuperäiset yksittäiset kuvat: jurii, http: // kuvat-ofelements.com. [CC 3: lla.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)]

Jalokaasut ovat luonnon kylmimmät aineet; Erittäin matalat lämpötilat vastustavat ennen tiivistymistä. Vielä vaikeampaa on sen jäätyminen, koska sen molekyylien väliset voimat, jotka perustuvat Lontoon leviämiseen ja niiden atomien polarisoituvuuteen, ovat erittäin heikkoja ikään kuin tuskin pitämään niitä yhtenäisinä kiteessä.

Heidän alhaisen reaktiivisuudensa vuoksi ne ovat suhteellisen turvallisia kaasuja säilyttämään eikä edusta liian monia riskejä. Ne voivat kuitenkin siirtyä happea keuhkoista ja aiheuttaa tukehtumisen, jos ne hengitetään ylimääräisesti. Toisaalta kaksi sen jäsenistä ovat erittäin radioaktiivisia elementtejä ja siksi kuolevainen terveydelle.

Noble -kaasujen matalaa reaktiivisuutta käytetään myös inertin ilmakehän reaktioiden aikaansaamiseen; Joten mikään reagenssi tai tuote ei ole hapettumisen riski ja vaikuttaa synteesin suorituskykyyn. Tämä suosii myös sähkökaarihitsausprosesseja.

Toisaalta nestemäisissä tiloissaan ne ovat erinomaisia ​​kryogeenisiä kylmäaineita, jotka takaavat alhaisimmat lämpötilat, jotka ovat välttämättömiä erittäin energialaitteiden oikealle toiminnalle tai joidenkin materiaalien saavuttamiseksi suprajohtavuustiloihin.

[TOC]

Jalokaasujen ominaisuudet

Oikealla (korostettu oranssilla) on jalokaasujen ryhmä. Ylhäältä alas: Helium (He), neon (NE), Argon (AR), Crypton (KR), Xenon (XE) ja Radon (RN).

Ehkä jalokaasut ovat elementtejä, joilla on yleisempiä ominaisuuksia, sekä fysikaalisia että kemikaaleja. Sen pääominaisuudet ovat:

- Ne ovat kaikki värittömiä, käymälöitä ja mautonta; Mutta kun ne on lukittu ampuleihin alhaisissa paineissa ja saavat sähköiskun, värikkäitä valoja ionisoidaan ja potkut (ylempi kuva).

- Jokaisella jalokaasulla on oma valo ja spektri.

- Ne ovat monoatoomisia lajeja, ainoat jaksollisessa taulukossa, joka voi esiintyä heidän vastaavissa fysikaalisissa tiloissaan ilman kemiallisten yhteyksien osallistumista (koska metallit sitovat metallisidoksen avulla). Siksi ne ovat täydellisiä tutkimaan kaasujen ominaisuuksia, koska ne mukautuvat erittäin hyvin ihanteellisen kaasun pallomaiseen malliin.

- Ne ovat yleensä elementtejä, joissa on alhaisin sulamis- ja kiehumispisteet; Niin paljon, että helium ei voi edes kiteyttää absoluuttisessa nollassa ilman paineen nousua.

- Kaikista elementeistä ovat vähiten reaktiivisia, jopa vähemmän kuin jalo -metallit.

- Sen ionisaatioenergiat ovat korkeimpia, samoin kuin niiden elektronegatiivisuuksia olettaen, että ne muodostavat puhtaasti kovalenttisia sidoksia.

- Hänen atomiradionsa ovat myös pienimmät kunkin ajanjakson oikeuksiin.

7 jalokaasua

Seitsemän jalokaasua ovat, ylhäältä alas laskeutuen jaksollisen taulukon ryhmän 18 mukaan:

-Helio, hän

-Neon, NE

-Argon, ar

-Kripton, KR

-Xenón, xe

-Radón, rn

-Oganeson, OG

Voi palvella sinua: Fenolphthalein (C20H14O4)

Kaikille heille, lukuun ottamatta epävakaa ja keinotekoinen oganeseon, niiden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia on tutkittu. Uskotaan, että Oganesen ei ole suuren atomimassansa vuoksi edes kaasu, vaan jalo neste tai kiinteä. Raddonista tiedetään vain vähän radioaktiivisuuden vuoksi, suhteessa heliumiin tai argoniin.

Elektroninen kokoonpano

On sanottu, että jalokaasuilla on valenssikerros täysin täynnä. Näin sen elektronisia kokoonpanoja käytetään yksinkertaistamaan muiden elementtien yksilöitä käyttämällä niiden symboleja, jotka on lukittu neliöhakeisiin ([He], [ne], [ar] jne.-A. Sen sähköiset kokoonpanot ovat:

-Helio: 1s², [Hän] (2 elektronia)

-Neon: 1s²2s²2 p⁶, [NE] (10 elektronia)

-Argon: 1s²2s²2 p⁶3s²3P⁶, [AR] (18 elektronia)

-Kripton: 1s²2s²2 p⁶3s²3P⁶3D¹⁰4S²4P⁶, [KR] (36 elektronia)

-Xenon: 1s²2s²2 p⁶3s²3P⁶3D¹⁰4S²4P⁶4D¹⁰5s²5 p⁶, [XE] (54 elektronia)

-Radon: 1s²2s²2 p⁶3s²3P⁶3D¹⁰4S²4P⁶4D¹⁰4F¹⁴5s²5 p⁶5 D¹⁰6s²6P⁶, [RN] (86 elektronia)

Tärkeää ei ole muistaa niitä, vaan yksityiskohtaisesti, että ne päättyvät NS²NP⁶: Octeto de Valencia. On myös arvostettu, että heidän atomeillaan on monia elektroneja, jotka suuren tehokkaan ydinvoiman seurauksena ovat pienemmissä määrissä verrattuna muihin elementteihin; eli heidän atomiradiot ovat pienempiä.

Siksi sen elektronisesti tiheät atomiradiot osoittavat kemiallista ominaisuutta, jonka kaikki jalokaasut jakavat: niitä on vaikea polarisoida.

Polarisoituvuus

Jalokaasut voivat kuvitella elektronisina pilvipallina. Vaikka se laskeutuu ryhmän 18 kautta, sen radiot kasvavat ja samalla tavalla kuin etäisyys, joka erottaa ytimen Valencia -elektroneista (NS: n etäisyydet²NP⁶-A.

Nämä elektronit tuntevat alemman vetovoiman ytimen avulla, voidaan siirtää suuremmalla vapaudella; Pallot viivästyvät helpommin, sitä voimalla ne ovat. Tällaisten liikkeiden seurauksena esiintyy alhaisen ja korkean elektronisen tiheyden alueet: Poles Δ+ ja δ-.

Kun jalokaasun atomi polarisoituu, siitä tulee välitön dipoli, joka kykenee indusoimaan toisen naapuriatomiin; eli meillä on Lontoon hajauttavia voimia.

Siksi molekyylien väliset voimat kasvavat heliumista radoniin, heijastaen niiden kasvavia kiehumispisteitä; Ja ei vain, mutta myös niiden reaktiivisuus kasvaa.

Polarisoimalla lisää atomeja on suurempi mahdollisuus, että heidän valenssielektronit osallistuvat kemiallisiin reaktioihin, minkä jälkeen syntyy jalokaasujen yhdisteitä.

Reaktiot

Helium ja neon

Jalokaasujen joukossa vähiten reagensseja ovat helium ja neon. Itse asiassa neon on kaikkein inertin elementti kaikista, vaikka sen elektronegatiivisuus (kovalenttisten sidosten muodostaminen) ylittää fluorin,.

Mitään sen yhdisteitä ei tunneta maanpäällisissä olosuhteissa; Kosmosissa molekyyli -ionin hEH: n olemassaolo on kuitenkin melko todennäköistä⁺. Lisäksi, kun ne elektronisesti innostuvat, he kykenevät vuorovaikutukseen kaasumaisten atomien kanssa ja muodostamaan lyhytaikaisia ​​neutraaleja molekyylejä, joita kutsutaan Exciteers; kuten Hene, Csne ja NE₂.

Toisaalta, vaikka yhdisteitä ei oteta huomioon muodollisessa mielessä, HE: n ja NE: n atomit voivat johtaa van der -seinien molekyyleihin; toisin sanoen yhdisteet, jotka pysyvät "yhtenäisinä" yksinkertaisesti dispergoivien joukkojen avulla. Esimerkiksi: AG₃Hän, hao, hei₂, Vrt₄NE, NE₃Cl₂ ja Nebeco₃.

Samoin tällaiset van der -seinät molekyylit voivat olla indusoidun ion-dipolo-heikkojen vuorovaikutusten ansiosta; Esimerkiksi: NA⁺Hän₈, RB⁺Hän, cu⁺NE₃ ja cu⁺NE₁₂. Huomaa, että näistä molekyyleistä on jopa mahdollista tulla atomien agglomeraatit: klusterit.

Voi palvella sinua: boorihappo: kemiallinen rakenne, ominaisuudet, valmistus, käyttö

Ja lopuksi, HE: n ja NE: n atomit voidaan "loukkuun" tai välitä fullerenos- tai CLA -traktaatioiden endoedisissä komplekseissa reagoimatta; Esimerkiksi: [Sähköposti suojaa]_{60 60}, (N₂-A₆NE₇, I (h₂JOMPIKUMPI)₆ ja ne • nh₄Usko (hcoo)₃.

Argon ja Kripton

Argon ja Kripton Noble -kaasut, koska ne ovat polarisoitavampia, yleensä esitetään enemmän "yhdisteitä" kuin heliumin ja neonin kaasut. Osa heistä on kuitenkin vakaampia ja karakterisoituja, koska heillä on pidempi käyttöikä. Joidenkin joukossa on Harf ja molekyyli -ioni Arh⁺, läsnä sumuissa kosmisten säteiden vaikutuksesta.

Kriptonista alkaa mahdollisuus saada yhdisteitä äärimmäisissä, mutta kestävissä olosuhteissa. Tämä kaasu reagoi fluoridin kanssa seuraavan kemiallisen yhtälön mukaan:

KR + F₂ → KRF₂

Huomaa, että Kripton hankkii hapettumisnumeron +2 (KR²⁺) Fluoridin ansiosta. KRF₂ Itse asiassa se voidaan syntetisoida kaupallisina määrinä hapettavana ja fluoranttina.

Argon ja Kripton voivat perustaa laajan ohjelmiston klatraateista, endo -metal -kompleksista.

Ksenoni ja radon

Ksenoni on jalokaasujen joukossa reaktiivisuuden kuningas. Muodosta todella vakaa, kauppias- ja karakterisoitavat yhdisteet. Itse asiassa sen reaktiivisuus muistuttaa happea asianmukaisissa olosuhteissa.

Hänen ensimmäinen syntetisoitu yhdiste oli ”Xepf₆”, Vuonna 1962 Neil Bartlett. Tämä suola tosiasiallisesti, bibliografian mukaan, koostui monimutkaisesta seoksesta muiden fluoratun ksenonin ja platinasuolojen kanssa.

Tämä oli kuitenkin enemmän kuin tarpeeksi osoittaakseen affiniteetin ksenonin ja fluoridin välillä. Joidenkin näiden yhdisteiden joukossa meillä on: xef₂, Xef₄, Xef₆ ja [xef]⁺[PTF₅-^-. Kun XEF₆ Se liukenee veteen, tuottaa oksidin:

Xef₆ + 3 h₂O → xeo₃ + 6 HF

Tämä Xeo₃ voi aiheuttaa Xenatos -nimisen lajin (Hxeo₄^-) tai Xénic Aapt (H₂Xeo₄-A. Xenatos -suhteettomat perxenatosille (xeo₆^4-) Ja jos väliaine on sitten happama, perxénic -hapolla (H₄Xeo₆), joka on kuivunut ksenontetroksidiksi (xeo₄)

H₄Xeo₆ → 2 h₂O + xeo₄

Radonin tulisi olla jalokaasujen reaktiivisin; Mutta se on niin radioaktiivinen, että sillä on käytännössä tuskin aikaa reagoida ennen hajoamista. Ainoat syntetisoidut yhdisteet ovat sen fluoridi (RNF₂) ja oksidi (RNO₃-A.

Tuotanto

Ilman nesteyttäminen

Jalokaasut muuttuvat runsaammiksi maailmankaikkeudessa, kun laskeudumme ryhmällä 18. Ilmakehässä helium on kuitenkin niukasti, koska maan gravitaatiokenttä ei voi säilyttää sitä toisin kuin muut kaasut. Siksi sitä ei havaittu ilmassa, vaan auringossa.

Toisaalta ilmassa on merkittäviä määriä argonia, radioisotooppista radioaktiivista rappeutumista ⁴⁰K -k -. Ilma on argonin, neonin, Krptonin ja tärkeimmän ksenonin luonnollinen lähde planeetalla.

Niiden tuottamiseksi ilma on nesteytettävä tiivistymään nesteessä. Sitten tämä neste tehdään fraktioitu tislaus, erottaen siten sen seoksen kaikki komponentit (n₂, JOMPIKUMPI₂, Yhteistyö₂, AR jne.-A.

Riippuen siitä, kuinka alhainen kaasun lämpötilan ja runsauden tulisi olla, sen hinnat nousevat, ksenonin kalleimpana, kun taas helium halvimpana.

Maakaasun tislaus ja radioaktiiviset mineraalit

Sillä välin helium saadaan toisesta murto -tislauksesta; Mutta ei ilmaa, vaan maakaasua, rikastettu heliumin rikastuneeksi Torion ja Uraanin radioaktiivisten mineraalien alfahiukkasten ansiosta.

Voi palvella sinua: etanamidi: rakenne, ominaisuudet, käytöt, vaikutukset

Samoin radon "syntyy" säteen radioaktiivisesta rappeutumisesta vastaavissa mineraaleissaan; Mutta alhaisemman runsauden ja RN -atomien puoli -elämän lyhyessä ajassa sen runsaus on naurettavaa verrattuna heidän ikäisensä (muut jalokaasut).

Ja lopuksi, Oganeseon on keinotekoinen, ultra -ram ja erittäin radioaktiivinen jalo "kaasu", joka voi esiintyä lyhyesti vain hallituissa olosuhteissa laboratoriossa.

Vaarat

Jalaisten kaasujen pääriski on, että ne rajoittavat ihmisen hapen käyttöä, etenkin kun ilmakehää, jolla on korkea pitoisuus, tapahtuu. Siksi niitä ei suositella hengittämään liikaa.

Yhdysvalloissa uraanin rikkaiden mailla on havaittu korkea radonin pitoisuus, mikä radioaktiivisten ominaisuuksiensa vuoksi voisi olla terveysriski.

Sovellukset

Ala

Heliumia ja argonia käytetään luomaan inertti ilmakehän, joka toimii suojauksena hitsauksen ja leikkaamisen aikana. Lisäksi niitä käytetään pii -puolijohteiden valmistuksessa. Heliumia käytetään kaasuna lämpömittarissa.

Argonia, yhdessä typen kanssa, käytetään hehkulamppujen kehittämisessä. Kriptonia sekoitettuna halogeenien, kuten bromin ja jodin kanssa, käytetään purkauslamppuissa. Neonia käytetään kevyissä varoituksissa, sekoitettuna otteluiden ja muiden kaasujen kanssa sen punaisen värin selventämiseksi.

Ksenonia käytetään kaarivalaisimissa, jotka säteilevät päivänvaloissa ja projektoreissa käytettyä valoa muistuttavaa valoa. Jalokaasut sekoitetaan halogeenien kanssa ARF: n, KRF: n tai XECL: n tuottamiseksi, joita käytetään Excite -tuotannossa.

Tämäntyyppinen laser tuottaa lyhyen aallon ultraviolettivalon, joka tuottaa erittäin tarkkuuskuvia ja jota käytetään integroiduiden piirien valmistuksessa. Heliumia ja neonia käytetään kryogeenisinä kylmäainekaasuina.

Ilmapallot ja hengityspankit

Heliumia käytetään typen korvikkeena hengityskaasujen seoksessa sen alhaisen kehon liukoisuuden vuoksi. Tämä välttää kuplien muodostumisen dekompressiofaasin aikana nousun aikana, typen poistamisen lisäksi typen avulla.

Helium on korvannut vedyn kaasuna, joka mahdollistaa ilmalaivan ja aerostaattisten ilmapallojen kohoamisen, koska se on kevyt ja tilattu kaasu.

Lääke

Ydinmagneettiresonanssilaitteissa käytettyjen suprajohteiden magneettien valmistuksessa käytetään heliumia: monilääketyökalu.

Kriptonia käytetään halogeenilamppuissa, joita käytetään lasersilakirurgiassa ja angioplastiassa. Heliumia käytetään helpottamaan hengitystä astmaattisilla potilailla.

Ksenonia käytetään anestesiana sen korkean lipidiliukoisuuden vuoksi, ja ajatellaan, että se on tulevaisuuden anestesia. Ksenonia käytetään myös keuhkojen lääketieteellisissä kuvissa.

Raddonia, radioaktiivista jalokaasua, käytetään tietyntyyppisten syöpätyyppien sädehoidossa.

Toiset

Argonia käytetään yhdisteiden synteesissä, joka korvaa typpeä inertinä ilmakehänä. Heliumia käytetään kantajakaasuna kaasukromatografiassa, samoin kuin Geiger -laskureissa säteilyn mittaamiseksi.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen.
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (6. kesäkuuta 2019). Jalokaasut, käyttö ja lähteet. Toipunut: Admingco.com
4. Wikipedia. (2019). jalokaasu. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
5. Philip Ball. (18. tammikuuta 2012). Mahdoton kemia: jalokaasujen pakottaminen toimimaan. Toipunut: sanomalehden jäsen.com
6. Professori Patricia Shaley. (2011). Jalo kemian kaasu. Toipunut: butaani.Kemia.Uic.Edu
7. Gary J. Schrobilgen. (28. helmikuuta 2019). jalokaasu. Encyclopædia britannica. Toipunut: Britannica.com