- Inerces gāzes raksturojums
- Pilni Valensijas slāņi
- Viņi mijiedarbojas ar Londonas spēkiem
- Ļoti zema kušanas un viršanas temperatūra
- Jonizācijas enerģijas
- Spēcīgas saites
- Inerto gāzu piemēri
- Hēlijs
- Neons, argons, kriptons, ksenons, radons
- Atsauces
Par inertās gāzes , kas pazīstams arī kā retu vai cēlgāzēm, ir tie nav vērā ņemamu reaktivitāti. Vārds “inerts” nozīmē, ka šo gāzu atomi nespēj radīt ievērojamu skaitu savienojumu, un daži no tiem, piemēram, hēlijs, nemaz nereaģē.
Tādējādi telpā, kurā ir inerti gāzes atomi, tie reaģēs ar ļoti specifiskiem atomiem neatkarīgi no spiediena vai temperatūras apstākļiem, kādiem tie ir pakļauti. Periodiskajā tabulā viņi veido VIIIA vai 18 grupu, ko sauc par cēlgāzu grupu.
Avots: Autors: Hi-Res Images of Chemical Elements (http://images-of-elements.com/xenon.php), izmantojot Wikimedia Commons
Augšējais attēls atbilst spuldzei, kas piepildīta ar ksenonu, ko ierosina elektriskā strāva. Katra no cēlgāzēm, izmantojot elektrību, spēj spīdēt ar savām krāsām.
Inertās gāzes var atrast atmosfērā, kaut arī dažādās proporcijās. Piemēram, argona koncentrācija gaisā ir 0,93%, bet neona - 0,0015%. Citas inertas gāzes izplūst no saules un sasniedz zemi vai rodas tās akmeņainajos pamatos, atrodot kā radioaktīvus produktus.
Inerces gāzes raksturojums
Inertās gāzes mainās atkarībā no to atomu šūnām. Tomēr visiem ir virkne pazīmju, ko nosaka to atomu elektroniskās struktūras.
Pilni Valensijas slāņi
Pārejot pa jebkuru periodiskās tabulas periodu no kreisās uz labo, elektroni aizņem orbitāles, kas pieejamas elektroniskajam apvalkam n. Kad s orbitāles ir aizpildītas, seko d (no ceturtā perioda) un pēc tam p orbitāles.
P blokam ir raksturīga elektroniskā konfigurācija nsnp, kas rada maksimālo astoņu elektronu skaitu, ko sauc par valences oktetu, ns 2 np 6 . Elementi, kas veido šo pilnībā piepildīto slāni, atrodas periodiskās tabulas galējā labajā pusē: 18. grupas elementi - cēlgāzes.
Tāpēc visām inertajām gāzēm ir pilnīgi valences apvalki ar ns 2 np 6 konfigurāciju . Tādējādi iegūst mainīgu n skaitu katrai inertajai gāzei.
Vienīgais izņēmums no šī raksturlieluma ir hēlijs, kura n = 1 un tāpēc šim enerģijas līmenim trūkst p orbitāļu. Tādējādi hēlija elektronu konfigurācija ir 1s 2, un tam nav viena valences okteta, bet gan divi elektroni.
Viņi mijiedarbojas ar Londonas spēkiem
Cēlgāzu atomus var vizualizēt kā izolētas sfēras, kurām ir ļoti maza tendence reaģēt. Kad valentiskās čaulas ir piepildītas, tām nav jāpieņem elektroni, lai veidotu saites, un tām ir arī homogēns elektroniskais sadalījums. Tāpēc tie neveido saites vai savstarpēji (atšķirībā no skābekļa, O 2 , O = O).
Būdami atomi, viņi nevar mijiedarboties viens ar otru, izmantojot dipola-dipola spēkus. Tātad vienīgais spēks, kas var īslaicīgi turēt kopā divus inerto gāzu atomus, ir Londonas vai izkliedes spēki.
Tas ir tāpēc, ka, pat būdami sfērās ar viendabīgu elektronisko sadalījumu, to elektroni var radīt ļoti īsus momentānus dipolus; pietiekami, lai polarizētu kaimiņu inertās gāzes atomu. Tādējādi divi B atomi piesaista viens otru un ļoti īsu laiku tie veido BB pāri (nevis BB saiti).
Ļoti zema kušanas un viršanas temperatūra
Vājo Londonas spēku rezultātā, kas kopā tur savus atomus, tie tik tikko nevar mijiedarboties, lai parādītos kā bezkrāsainas gāzes. Lai kondensētos šķidruma fāzē, tām ir nepieciešama ļoti zema temperatūra, tādējādi liekot atomiem “palēnināties” un BBB ··· mijiedarbība ilgāk.
To var panākt arī, palielinot spiedienu. To darot, tas piespiež savus atomus lielākā ātrumā sadurties viens ar otru, liekot tiem kondensēties šķidrumos ar ļoti interesantām īpašībām.
Ja spiediens ir ļoti augsts (desmitiem reižu lielāks nekā atmosfēras) un temperatūra ir ļoti zema, cēlgāzes var nonākt pat cietajā fāzē. Tādējādi inertas gāzes var eksistēt trīs galvenajās matērijas fāzēs (cietā, šķidrā un gāze). Tomēr apstākļi, kas nepieciešami šim nolūkam, prasa darbietilpīgas tehnoloģijas un metodes.
Jonizācijas enerģijas
Cēlgāzēm ir ļoti augsta jonizācijas enerģija; augstākais no visiem periodiskās tabulas elementiem. Kāpēc? Pirmās iezīmes dēļ: pilns valences slānis.
Ņemot valences oktetu ns 2 np 6 , elektronu noņemšanai no p orbitāles un kļūšanai par B + jonu ar elektronu konfigurāciju ns 2 np 5 , nepieciešama daudz enerģijas. Tik daudz, ka šo jonu pirmās jonizācijas enerģijas I 1 vērtība pārsniedz 1000 kJ / mol.
Spēcīgas saites
Ne visas inertās gāzes pieder periodiskās tabulas 18. grupai. Daži no tiem vienkārši veido pietiekami spēcīgas un stabilas saites, kuras nevar viegli salauzt. Divas molekulas rāda šāda veida inerto gāzi: slāpekļa, N 2 un oglekļa dioksīda, CO 2 .
Slāpekli raksturo ļoti spēcīga trīskāršā saite, N≡N, kuru nevar sadalīt bez ārkārtējas enerģijas apstākļiem; piemēram, tos, ko iedarbina zibens. Kamēr CO 2 ir divas dubultās saites, O = C = O, un tas ir visu sadegšanas reakciju ar skābekļa pārpalikumu rezultāts.
Inerto gāzu piemēri
Hēlijs
Ar burtiem He tas ir visbagātākais elements Visumā pēc ūdeņraža. Tas veido apmēram piekto daļu zvaigžņu un saules masas.
Uz Zemes to var atrast dabasgāzes rezervuāros, kas atrodas Amerikas Savienotajās Valstīs un Austrumeiropā.
Neons, argons, kriptons, ksenons, radons
Pārējās 18. grupas cēlgāzes ir Ne, Ar, Kr, Xe un Rn.
No visiem zemes garozā visbagātākais ir argons (0,93% gaisa, ko elpojam, ir argons), savukārt radons ir vistrūcīgākais, urāna un torija radioaktīvās sabrukšanas produkts. Tādēļ tas ir atrodams dažādos reljefos ar šiem radioaktīvajiem elementiem, pat ja tie ir atrodami dziļi pazemē.
Tā kā šie elementi ir inerti, tie ir ļoti noderīgi, lai izspiestu skābekli un ūdeni no apkārtējās vides; lai garantētu, ka viņi neiejaucas noteiktās reakcijās, mainot galaproduktus. Argons šim nolūkam tiek izmantots daudz.
Tos izmanto arī kā gaismas avotus (neona gaismas, transportlīdzekļu laternas, lampas, lāzeri utt.).
Atsauces
- Kentija Šonberga. (2018). Inerta gāze: definīcija, veidi un piemēri. Atgūts no: study.com
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. 18. grupas elementos. (ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās, 879. – 881. Lpp.
- Wikipedia. (2018). Inerta gāze. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Braiens L. Smits. (1962). Inerces gāzes: ideāli atomi pētniecībai. . Ņemts no: calteches.library.caltech.edu
- Profesore Patrīcija Šapleja. (2011). Cēlgāzes. Ilinoisas Universitāte. Atgūts no: butane.chem.uiuc.edu
- Bodnera grupa. (sf). Retās gāzes ķīmija. Atgūts no: chemed.chem.purdue.edu