Noble Gase -Eigenschaften, Konfiguration, Reaktionen, verwendet, verwendet

Der Edelgase Sie sind eine Reihe von Elementen, die die Gruppe 18 der Periodenzeittabelle integrieren. Im Laufe der Jahre wurden sie auch als seltene oder inerte Gase bezeichnet, beide ungenaue Konfessionen; Einige von ihnen sind außerhalb und auf Planeten Erde sehr reichlich vorhanden und sie sind auch unter extremen Bedingungen in der Lage, zu reagieren.

Seine sieben Elemente integrieren die vielleicht einzigartigste Gruppe des Periodensystems, dessen Eigenschaften und wenige Reaktivitäten genauso beeindrucken wie die von edlen Metallen. Unter ihnen parade das inerteste (neon-) Element, das am zweithäufigsten im Kosmos (Helium) und das schwerste und instabilste (Oganese).

Die Helligkeit von fünf der edlen Gase auf Straßen oder Glasblasen. Quelle: Neue Arbeiter-HP (Talk) www.Pse-Mendelejew.von); Original einzelne Bilder: Jurii, http: // Bilder von Elementen.com. [CC von 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/bis/3.0)]]

Edelgase sind die kältesten Substanzen der Natur; Sehr niedrige Temperaturen widerstehen vor der Kondensation. Noch schwieriger ist das Einfrieren, da seine intermolekularen Kräfte, die auf der Dispersion Londons basieren, und die Polarisierbarkeit ihrer Atome sehr schwach sind, als ob sie kaum in einem Kristall kohäsiv bleiben sollten.

Aufgrund ihrer geringen Reaktivität sind sie relativ sichere Gase und sind nicht zu viele Risiken dargestellt. Sie können sich jedoch aus der Lunge zum Sauerstoff bewegen und Ersticken verursachen, wenn sie im Überschuss eingeatmet werden. Auf der anderen Seite sind zwei seiner Mitglieder hoch radioaktive Elemente und daher sterblich für die Gesundheit.

Die geringe Reaktivität von edlen Gasen wird auch verwendet, um die Reaktionen einer inerten Atmosphäre zu liefern. so dass kein Reagenz oder Produkt das Risiko des Oxidierens ausführt und die Leistung der Synthese beeinflusst. Dies begünstigt auch elektrische Lichtbogenschweißverfahren.

Andererseits sind sie in ihren flüssigen Zuständen ausgezeichnete kryogene Kältemittel, die die niedrigsten Temperaturen garantieren, die für die korrekte Funktion von hochen Energieausrüstung unverzichtbar sind, oder für einige Materialien, um die Superkongressivitätszustände zu erreichen.

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Eigenschaften von edlen Gasen

Rechts (in Orange hervorgehoben) ist die Gruppe von edlen Gasen. Von oben nach unten: Helium (He), Neon (NE), Argon (AR), Crypton (KR), Xenon (XE) und Radon (RN).

Vielleicht sind edle Gase die Elemente, die häufigere Eigenschaften haben, sowohl physikalische als auch chemische. Seine Hauptmerkmale sind:

- Sie sind alle farblos, Toiletten und geschmacklos; Aber wenn sie in niedrigen Drücken in Ampullen eingesperrt sind und einen elektrischen Stoßdicht erhalten, werden farbenfrohe Lichter ionisiert und abgefeuert (oberes Bild).

- Jedes Edelgas hat sein eigenes Licht und sein eigenes Spektrum.

- Sie sind monoatomische Spezies, die einzigen in der Periodenzüchtertabelle, die in ihren jeweiligen physikalischen Zuständen ohne die Beteiligung chemischer Verbindungen vorhanden sein kann (da Metalle durch Metallbindung binden). Daher sind sie perfekt, um die Eigenschaften von Gasen zu untersuchen, da sie sich sehr gut an das sphärische Modell eines idealen Gas anpassen.

- Sie sind normalerweise die Elemente mit den niedrigsten Schmelz- und Siedepunkten; So sehr, dass Helium nicht einmal in absoluter Null kristallisieren kann, ohne Druck zu erhöhen.

- Von allen Elementen sind die am wenigsten reaktiv, sogar weniger als die edlen Metalle.

- Seine Ionisationsenergien sind die höchsten und ihre Elektronegativitäten unter der Annahme, dass sie rein kovalente Bindungen bilden.

- Seine atomaren Radios sind auch die kleinsten für die Rechte jeder Zeit.

Die 7 edlen Gase

Die sieben edlen Gase sind von oben nach unten nach Gruppe 18 des Periodenzüchtertabels ab

-Helio, er

-Neon, ne

-Argon, ar

-Kripton, Kr

-Xenón, Xe

-Radón, Rn

-OGANESON, OG

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An alle von ihnen, mit Ausnahme des instabilen und künstlichen Oganeseon, wurden ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften untersucht. Es wird vermutet. Über das Radon ist aufgrund seiner Radioaktivität in Bezug auf Helium oder Argon wenig bekannt.

Elektronische Konfiguration

Es wurde gesagt, dass edle Gase ihre Valenzschicht völlig voll haben. So werden seine elektronischen Konfigurationen verwendet, um die anderer Elemente zu vereinfachen, indem ihre Symbole in quadratischen Klammern ([He], [NE], [AR], usw. gesperrt sind.). Die elektronischen Konfigurationen sind:

-Helio: 1s², [Er] (2 Elektronen)

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

-Argon: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶, [AR] (18 Elektronen)

-Kripton: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶, [KR] (36 Elektronen)

-Xenon: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5 p⁶, [Xe] (54 Elektronen)

-Radon: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5 p⁶5 d¹⁰6s²6p⁶, [RN] (86 Elektronen)

Das Wichtigste ist nicht, sich an sie zu erinnern, sondern detailliert daraus, dass sie in NS enden²Np⁶: Das Octeto de Valencia. Es wird auch geschätzt, dass ihre Atome viele Elektronen haben, die sich nach der großen wirksamen Kernkraft in einem niedrigeren Volumen im Vergleich zu den anderen Elementen befinden. Das heißt, ihre Atomradios sind kleiner.

Daher zeigen seine elektronisch dichten Atomradios ein chemisches Merkmal, das alle edlen Gase teilen: Sie sind schwer zu polarisieren.

Polarisierbarkeit

Edelgase können sich als elektronische Wolkenkugeln vorstellen. Während es durch Gruppe 18 abfällt, nimmt seine Funkgeräte zu und auf die gleiche Weise, die den Kern von den Valencia -Elektronen (denen des NS) trennt²Np⁶).

Diese Elektronen spüren eine geringere Anziehungskraft durch den Kern, können mit größerer Freiheit bewegt werden. Die Kugeln werden leichter verzögert, je mehr voluminöser sie sind. Infolge solcher Bewegungen treten Regionen mit niedrigen und hohen elektronischen Dichten auf: die Pole δ+ und Δ-.

Wenn das Atom eines edlen Gases polarisiert ist, wird es zu einem sofortigen Dipol, der in der Lage ist, ein weiteres zum benachbarten Atom zu induzieren; Das heißt, wir stehen vor den dispersiven Kräften von London.

Deshalb nehmen intermolekulare Kräfte vom Helium zum Radon zu und spiegeln ihre wachsenden Siedepunkte wider. Und nicht nur das, sondern auch ihre Reaktivitäten nehmen zu.

Durch die Polarisierung von mehr Atomen besteht die Möglichkeit, dass ihre Valenzelektronen an chemischen Reaktionen teilnehmen, wonach Verbindungen von edlen Gasen erzeugt werden.

Reaktionen

Helium und Neon

Unter den edlen Gasen sind die geringsten Reagenzien Helium und Neon. Tatsächlich ist Neon das inerteste Element von allen, selbst wenn seine Elektronegativität (die Bildung kovalenter Bindungen) die von Fluor übertrifft.

Keine seiner Verbindungen ist unter terrestrischen Bedingungen nicht bekannt; In dem Kosmos ist jedoch die Existenz des Molekularionen Heh sehr wahrscheinlich⁺. Auch wenn sie elektronisch aufgeregt werden, können sie mit gasförmigen Atomen interagieren und kurzlebige neutrale Moleküle bilden, die als Exciters bezeichnet werden; wie Hene, Csne und NE₂.

Andererseits können die Atome von He und NE und NE zu Molekülen von Van der Wänden führen, obwohl Verbindungen nicht berücksichtigt werden. Das heißt, Verbindungen, die einfach durch dispersive Kräfte "vereint" bleiben. Zum Beispiel: Ag₃Er, Hao, Hei₂, Vgl₄Ne, ne₃Cl₂ und Nebeco₃.

Ebenso können solche Van der Wände Moleküle dank induzierter Ionen-Dipolo-schwacher Wechselwirkungen bestehen; Zum Beispiel: NA⁺Er₈, Rb⁺Er, cu⁺Ne₃ und cu⁺Ne₁₂. Beachten Sie, dass diese Moleküle sogar zu Agglomeraten von Atomen werden: Cluster.

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Und schließlich können die Atome von He und NE "gefangen" oder in endoedizinischen Komplexen von Fullerenos oder Cla -Trakten durchsetzt werden, ohne zu reagieren; Zum Beispiel: [E -Mail schützt]₆₀, (N₂)₆Ne₇, Ich h₂ENTWEDER)₆ und ne • nh₄Glaube (HCOO)₃.

Argon und Kripton

Argon und Kripton Noble Gase, weil sie polarisierbarer sind, neigen dazu, mehr "Verbindungen" als die von Helium und Neon zu präsentieren. Ein Teil von ihnen ist jedoch stabiler und charakterisierter, da sie eine längere Lebenszeit haben. Unter einigen von ihnen ist Harb und der molekulare Ion arh⁺, anwesend im Nebel durch die Wirkung der kosmischen Strahlen.

Aus dem Kripton beginnt die Möglichkeit, Verbindungen in extremen, aber nachhaltigen Bedingungen zu erhalten. Dieses Gas reagiert mit Fluorid gemäß der folgenden chemischen Gleichung:

Kr + f₂ → Krf₂

Beachten Sie, dass der Kripton eine Oxidationszahl von +2 (KR) erwirbt²⁺) Dank Fluorid. Der KRF₂ Tatsächlich kann es in handelbaren Mengen als oxidierender und fluoranter Mittel synthetisiert werden.

Argon und Kripton können ein breites Repertoire von Clatrats, Endo -Metallkomplex, etablieren.

Xenon und Radon

Das Xenon gehört unter den edlen Gasen der König der Reaktivität. Bilden die wirklich stabilen, kaufmännischen und charakterisierbaren Verbindungen. Tatsächlich ähnelt seine Reaktivität der Sauerstoff unter geeigneten Bedingungen.

Seine erste synthetisierte Verbindung war die „Xeptf₆”, 1962 von Neil Bartlett. Dieses Salz bestand tatsächlich nach der Bibliographie aus einer komplexen Mischung aus anderen fluorierten Xenon- und Platinsalzen.

Dies war jedoch mehr als ausreichend, um die Affinität zwischen Xenon und Fluorid zu demonstrieren. Unter einigen dieser Verbindungen haben wir: xef₂, Xef₄, Xef₆ und [xef]⁺[Ptf₅]^{- -}. Wenn der XEF₆ Es löst sich in Wasser auf, erzeugt ein Oxid:

Xef₆ + 3 h₂O → xeo₃ + 6 Hf

Dieser xeo₃ kann die als Xenatos bekannten Arten (HXEO) verursachen₄^-) oder Xéninsäure (h)₂Xeo₄). Xenatos überproportional gegenüber Perxenatos (xeo₆^4-); Und wenn das Medium dann in Perxéninsäure (H) angesäuert wird₄Xeo₆), das zu Xenon Tetroxid (xeo) dehydriert wird₄):

H₄Xeo₆ → 2 h₂O + xeo₄

Das Radon sollte der reaktivste auf edle Gase sein; Aber es ist so radioaktiv, dass es praktisch kaum Zeit hat, vor dem Auflösen zu reagieren. Die einzigen Verbindungen, die vollständig synthetisiert haben₂) und Oxid (RNO₃).

Produktion

Luftverflüssigung

Die edlen Gase werden im Universum häufiger, wenn wir von Gruppe 18 absteigen. In der Atmosphäre ist das Helium jedoch knapp, da das Gravitationsfeld der Erde es nicht im Gegensatz zu anderen Gasen behalten kann. Deshalb wurde es nicht in der Luft, sondern in der Sonne erkannt.

Andererseits gibt es in der Luft bemerkenswerte Argon -Mengen aus dem Radioisotope radioaktiven Zerfall ⁴⁰K. Die Luft ist die natürliche Quelle von Argon, Neon, Krpton und dem wichtigsten Xenon auf dem Planeten.

Um sie zu produzieren, muss die Luft einer Flüssigkeit ausgesetzt sein, um in einer Flüssigkeit zu kondensieren. Dann wird diese Flüssigkeit gebrochen₂, ENTWEDER₂, CO₂, AR usw.).

Je nachdem, wie niedrig die Temperatur und die Häufigkeit von Gas sein sollten, steigen seine Preise, das Xenon als das teuerste, während Helium das billigste ist.

Erdgasdestillation und radioaktive Mineralien

Das Helium wird inzwischen aus einer anderen fraktionalen Destillation erhalten; Aber nicht aus der Luft, sondern des Erdgas, das durch Helium dank der Freisetzung von Alpha -Partikeln der radioaktiven Mineralien von Torio und Uran angereichert ist.

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Ebenso wird das Radon "geboren" des radioaktiven Zerfalls des Radius in ihren jeweiligen Mineralien; Aufgrund seiner niedrigeren Häufigkeit und zur kurzen Zeit des halben Lebens der RN -Atome ist seine Fülle im Vergleich zu ihren Kollegen (die anderen edlen Gase) lächerlich lächerlich.

Und schließlich ist Oganeseon ein künstliches, ultra -ram und sehr radioaktives Noble "Gas", das nur unter kontrollierten Bedingungen innerhalb eines Labors kurz vorhanden sein kann.

Gefahren

Das Hauptrisiko für edle Gase besteht darin, dass sie die Verwendung von Sauerstoff durch den Menschen einschränken, insbesondere wenn eine Atmosphäre mit hoher Konzentration auftritt. Deshalb wird nicht empfohlen, sie übermäßig einzuatmen.

In den Vereinigten Staaten wurde in Uran -reichen Ländern eine hohe Konzentration des Radons festgestellt, was aufgrund seiner radioaktiven Eigenschaften ein Gesundheitsrisiko darstellen könnte.

Anwendungen

Industrie

Helium und Argon werden verwendet, um eine träge Atmosphäre zu schaffen, die während des Schweißens und Schneidens als Schutz dient. Darüber hinaus werden sie zur Herstellung von Silizium -Halbleitern verwendet. Helium wird als Füllgas in Thermometern verwendet.

Argon in Kombination mit Stickstoff wird zur Ausarbeitung von Glühlampen verwendet. Das mit Halogenen wie Brom und Jod gemischte Kripton wird in Entladungslampen verwendet. Neon wird in Lichtwarnungen verwendet, gemischt mit Streichhölzern und anderen Gasen, um die rote Farbe zu klären.

Das Xenon wird in Lichtbogenlampen verwendet, die ein Licht ausstrahlen, das dem Tageslicht ähnelt, das bei Auto -Scheinwerfern und Projektoren verwendet wird. Edelgase werden mit Halogenen gemischt, um ARF, KRF oder XECL zu produzieren, die bei der Erzeugung von Anregung verwendet werden.

Diese Art von Laser erzeugt ein kurzes Wellen -Ultraviolettlicht, das hochpräzise Bilder erzeugt und zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet wird. Helium und Neon werden als kryogene Kältemittelgase verwendet.

Luftballons und Atemtanks

Helium wird als Stickstoffersatz in der Mischung von Atemgasen aufgrund seiner geringen Körperlöslichkeit verwendet. Dies vermeidet die Bildung von Blasen während der Dekompressionsphase während des Aufstiegs sowie die Eliminierung von Stickstoff durch Stickstoff.

Helium hat Wasserstoff als Gas ersetzt, das die Erhöhung des Luftschiffs und der aerostatischen Ballons ermöglicht, da es sich.

Medizin

Helium wird bei der Herstellung von Superkonferenzmagneten verwendet,.

Kripton wird in Halogenlampen verwendet, die in Laser -Augenchirurgie und Angioplastik verwendet werden. Helium wird verwendet, um die Atmung bei asthmatischen Patienten zu erleichtern.

Xenon wird aufgrund seiner hohen Lipidlöslichkeit als Anästhetikum verwendet, und es wird angenommen, dass es die Anästhesie der Zukunft ist. Xenon wird auch in pulmonalen medizinischen Bildern verwendet.

Das Radon, ein radioaktives Edelgas, wird bei der Strahlentherapie einiger Krebsarten verwendet.

Andere

Argon wird in der Synthese von Verbindungen verwendet, die Stickstoff als inerte Atmosphäre ersetzen. Helium wird als Trägergas in Gaschromatographie sowie in den Geiger -Zähler verwendet, um die Strahlung zu messen.

Verweise

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