Вероятно дори тези хора, които не са толкова често изправени пред въпроси по химия, многократно са чували, че някои газове се наричат ​​благородни. Малко хора обаче се чудят защо газовете са наречени благородни. И днес в рамките на тази статия ще се опитаме да разберем подробно този въпрос.

Какво представляват "благородните" газове

Групата благородни газове веднага включва цял списък от различни химични елементи, които могат да бъдат подредени или комбинирани според техните свойства. Естествено, газовете нямат напълно идентичен състав и ги обединява фактът, че при най-простите условия, които в химията се наричат ​​нормални условия, тези газове нямат цвят, вкус и мирис. Освен това ги обединява и фактът, че имат изключително ниска химическа реактивност.

Списък на "благородните" газове

Само 6 имена могат да бъдат приписани на списъка с благородни газове, известни на човечеството. Сред тях са следните химични елементи:

• Радон;
• хелий;
• ксенон;
• аргон;
• Криптон;
• Неон.

Защо газовете се наричат ​​"благородни"

Що се отнася до директния произход на името, което учените приписват на описаните по-горе химически елементи, то им е дадено поради поведението на атомите на елементите с други елементи.

Както знаете, химичните елементи могат да действат един на друг и да обменят атоми помежду си. Това условие важи и за много газове. Но ако говорим за елементите от списъка, представен по-горе, тогава те не реагират с други елементи, присъстващи в известната на всички нас периодична таблица. Това доведе до факта, че учените много бързо условно приписаха газовете на една група, като я нарекоха благородна в чест на тяхното „поведение“.

Други имена за "благородни" газове

Важно е да се отбележи, че благородните газове имат и други имена, които учените ги наричат ​​и които също могат да бъдат наречени официални.

„Благородните“ газове се наричат ​​още „инертни“ или „редки“ газове.

Що се отнася до втория вариант, неговият произход е съвсем очевиден, тъй като от цялата таблица на елементите на Менделеев могат да се отбележат само 6 атома, които принадлежат към списъка на благородните газове. Ако говорим за произхода на името "Инертен", тогава тук можете да използвате синонимите на тази дума, сред които има такива понятия като "неактивен" или "неактивен".

Следователно и трите наименования, използвани за такива газове, са уместни и рационално избрани.

Въпроси:

1 . Защо благородните газове са били класифицирани в нулевата група на периодичната таблица? Защо сега са класифицирани като група VIII? Какви метали се наричат ​​благородни? Защо?
2 . Подгответе съобщение на тема "Инертен или благороден?".
3 . Каква химична връзка се нарича йонна? Какъв е механизмът на образуването му? Може ли да се говори за "чиста" йонна връзка? Защо?
4 . Какво представляват катионите? На какви групи се делят катионите?
5 . Какво представляват анионите? На какви групи се делят анионите?
6 . Защо е обичайно да се разделят йоните на хидратирани и нехидратирани? Наличието на хидратна обвивка влияе ли върху свойствата на йоните? Каква роля изиграха руските химици Каблуков и Кистяковски в развитието на идеите за електролитната дисоциация, с които се запознахте в курса на основното училище?
7 . Какво е кристална решетка? Какво е йонна кристална решетка?
8 . Какви са физичните свойства на веществата с йонни кристални решетки?
9 . Сред веществата, чиито формули са: KCl, AICl3, BaO, Fe2O3, Fe2(SO4)3, H2SO4, C2H5ONa, C6H5ONa, SiO2, NHa, идентифицирайте съединения с йонни кристални решетки.

Отговори:

- (инертен газ), група газове без цвят и мирис, съставляващи група 0 в периодичната таблица на Менделеев. Те включват (във възходящ ред на атомния номер) ХЕЛИЙ, НЕОН, АРГОН, КРИПТОН, КСЕНОН и РАДОН. Ниска химическа активност ..... Научно-технически енциклопедичен речник

БЛАГОРНИ ГАЗОВЕ- БЛАГОРНИ ГАЗОВЕ, хим. елементи: хелий, неон, аргон, криптон, ксенон и еманация. Те са получили името си поради неспособността си да реагират с други елементи. През 1894 г. англ. учените Rayleigh и Ram zai установиха, че N, получен от въздуха ... ... Голяма медицинска енциклопедия

- (инертни газове), химични елементи от VIII група на периодичната система: хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. Химически инертен; всички елементи, с изключение на He, образуват включващи съединения, например Ar? 5.75H2O, Xe оксиди, ... ... Съвременна енциклопедия

благородни газове- (инертни газове), химични елементи от VIII група на периодичната система: хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. Химически инертен; всички елементи, с изключение на He, образуват включващи съединения, например Ar´5.75H2O, Xe оксиди, ... ... Илюстрован енциклопедичен речник

- (инертни газове) химични елементи: хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn; принадлежат към VIII група на периодичната система. Едноатомни газове, без цвят и мирис. В малки количества присъства във въздуха, намира се в ... ... Голям енциклопедичен речник

благородни газове- (инертни газове) елементи от VIII група на периодичната система на Д. И. Менделеев: хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. Те присъстват в малки количества в атмосферата, намират се в някои минерали, природни газове, в ... ... Руска енциклопедия по охрана на труда

БЛАГОРНИ ГАЗОВЕ- (виж) прости вещества, образувани от атоми на елементите от основната подгрупа на VIII група (виж): хелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. В природата те се образуват при различни ядрени процеси. В повечето случаи те получават частични ... ... Голяма политехническа енциклопедия

- (инертни газове), химични елементи: хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn; принадлежат към VIII група на периодичната система. Едноатомни газове, без цвят и мирис. В малки количества присъства във въздуха, намира се в ... ... енциклопедичен речник

- (инертни газове, редки газове), хим. елементи от VIII гр. периодичен системи: хелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe), радон (Rn). В природата те се образуват в резултат на разлагане. ядрени процеси. Въздухът съдържа 5,24 * 10 4 обемни процента He, ... ... Химическа енциклопедия

- (инертни газове), хим. елементи: хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn; принадлежат към VIII група периодични издания. системи. Едноатомни газове, без цвят и мирис. В малки количества те присъстват във въздуха, съдържащи се в някои ... ... Естествени науки. енциклопедичен речник

Книги

• , Д. Н. Путинцев, Н. М. Путинцев. В книгата се разглеждат структурните, термодинамичните и диелектричните свойства на благородните газове, тяхната връзка помежду си и с междумолекулното взаимодействие. Част от текста на ръководството служи ...
• Строеж и свойства на простите вещества. благородни газове. Урок. Лешояд на Министерството на отбраната на Руската федерация, Путинцев Д. Н. В книгата се разглеждат структурните, термодинамичните и диелектричните свойства на благородните газове, тяхната връзка помежду си и с междумолекулното взаимодействие. Част от текста на ръководството служи ...

Инертни газове (благородни газове) - елементи, които образуват групата 18 PS (в краткосрочната версия - основната подгрупа на групата 8): хелий He (атомен номер 2), неон Ne (Z = 10), аргон Ar (Z = 18) криптон Kr ( Z = 36), ксенон Xe (Z = 54) и радон Rn (Z = 86). Във въздуха постоянно присъстват инертни газове (1 m 3 въздух съдържа около 9,4 литра, главно Ar). Учените анализират състава на въздуха от втората половина на 18 век. Дълго време обаче не беше възможно да се открият инертни газове. Поради своята химическа пасивност те не се проявяват по никакъв начин в обикновените реакции и убягват от вниманието на изследователите. Едва след откриването на спектралния анализ първо бяха открити хелий и аргон, а след това и други инертни газове. В началото на 20-ти век човечеството с изненада научава, че въздухът, толкова познат и сякаш изучаван, съдържа 6 неизвестни досега елемента.

Инертните газове са разтворени във вода, съдържащи се в някои скали. Хелият понякога се намира в подземни газове. Такива газове са единственият промишлен източник. Неон, аргон, криптон и ксенон се извличат от въздуха в процеса на разделянето му на азот и кислород.

Източникът на Rn са препарати от уран, радий и други радиоактивни елементи. Въпреки че всички инертни газове, с изключение на радона, са стабилни, техният произход до голяма степен се дължи на радиоактивността. Така хелиевите ядра, иначе наричани ɑ-частици, постоянно се образуват в резултат на радиоактивния разпад на уран или торий. Аргон-40, който преобладава в естествената смес от изотопи на аргон, възниква от радиоактивното разпадане на изотопа калий-40. И накрая, произходът на повечето от земните запаси на Xe вероятно се дължи на спонтанното делене на уранови ядра.

Всички инертни газове са безцветни и без мирис. Външните електронни обвивки на техните атоми съдържат максималния възможен брой електрони за съответните външни обвивки: 2 за хелия и 8 за останалите. Такива черупки са много устойчиви. Това е свързано, на първо място, с химическата пасивност на инертните газове по отношение на други елементи. И второ, невъзможността на техните атоми да влизат в контакт един с друг, в резултат на което техните молекули са едноатомни. Инертните газове, особено леките, трудно се втечняват. Нека се опитаме да го разберем. Защо е така. Молекулите на други газове са или постоянни диполи, като HCl, или лесно стават диполи (Cl 2 ). В постоянните диполи "центровете на тежестта" на положителните и отрицателните заряди постоянно не съвпадат един с друг. Образуването на дипол в молекули от типа Cl 2 е свързано с изместване в тях на "центровете на тежестта" на зарядите един спрямо друг под въздействието на външни сили, по-специално под действието на електрически полета на съседни молекули. По този начин както в молекулите на HCl, така и в молекулите на Cl 2 има сили на електростатично привличане между противоположните полюси на диполи. При определени ниски температури тези сили са достатъчни, за да поддържат молекулите близо една до друга. В атомите на инертен газ разположението на електроните около ядрата е строго сферично. Следователно съседните атоми не могат да предизвикат изместване на "центровете на тежестта" на електрическите заряди в техните атоми и да доведат до образуването на "индуциран" дипол, както в молекулите на хлора. По този начин в атомите на инертните газове няма постоянни или индуцирани диполи. И ако е така, тогава силите на привличане между тях при нормални условия практически липсват. Въпреки това, поради постоянните вибрации на атомите, "центровете" на зарядите могат да се преместят за момент в различни посоки на атома. Силите на електростатично привличане, произтичащи от образуването на този мигновен дипол, са много малки, но при много ниски температури те са достатъчни, за да кондензират тези газове.

Дълго време опитите за получаване на конвенционални химични съединения на инертни газове завършват с неуспех. Канадският учен Н. Бартлет успява да сложи край на идеите за абсолютната химическа неактивност на инертните газове, който през 1962 г. съобщава за синтеза на ксеноново съединение с платинов хексафлуорид PtF 6 . Полученото ксеноново съединение има състав Xe. През следващите години бяха синтезирани и голям брой други съединения на радон, ксенон и криптон.

Нека разгледаме по-подробно химичните свойства на инертните газове.

ксенон

Поради ниското си съдържание ксенонът е много по-скъп от по-леките благородни газове. За да се получи 1 m 3 ксенон, е необходимо да се обработят 10 милиона m 3 въздух. Следователно ксенонът е най-редкият газ в земната атмосфера.

Когато ксенонът реагира с лед под налягане, се получава неговият хексахидрат Xe∙6H 2 O. Под налягане, по време на кристализацията на фенол, се изолира друго клатратно съединение с фенол Xe∙6C 6 H 5 OH. Получени са ксенонов триоксид XeO 3 под формата на безцветни кристали и тетраоксид XeO 4 под формата на газ и са характеризирани като изключително експлозивни вещества. При 0°C възниква диспропорционалност:

2XeO 3 \u003d XeO 4 + Xe + O 2

При взаимодействие с воден ксенонов тетроксид, където ксенонът е в степен на окисление +8, се образува силна перксенонова киселина H 4 XeO 6, която не може да бъде изолирана в отделно състояние, но се получават соли - перксенати на алкални метали. Във вода са разтворими само соли на калий, рубидий и цезий.

Газообразният ксенон реагира с платинов хексафлуорид PtF 6, за да образува ксенонов хексафлуороплатинат Xe. При нагряване във вакуум се издига без разлагане и се хидролизира във вода с отделяне на ксенон:

2Xe + 6H 2 O = 2Xe + O 2 + 2PtO 2 + 12HF

По-късно се оказа, че ксенонът образува 2 съединения с платинов хексафлуорид: Xe и Xe 2 . Когато ксенонът се нагрява с флуор, се образува XeF 4, който флуорира флуора и платината:

XeF 4 + 2Hg = Xe + 2HgF 2
XeF 4 + 2Pt = Xe + 2PtF 4

В резултат на хидролизата на XeF 4 се образува нестабилен XeO 3, който се разлага във въздуха с експлозия.

Получени са също XeF 2 и XeF 6, последният от които се разпада с експлозия. Той е изключително активен, лесно реагира с флуориди на алкални метали:

XeF 6 + RbF = Rb

Получената рубидиева сол се разлага при 50°C до XeF 6 и RbXeF 8
С озон в алкална среда XeO 3 образува натриева сол Na 4 XeO 6 (натриев перксенонат). Перксенонатният анион е най-силният познат окислител. Също така силен окислител е Xe(ClO-4) 2 . Той е най-силният окислител от всички известни перхлорати.

Радон

Радонът образува клатрати, които, въпреки че имат постоянен състав, не съдържат химически връзки с участието на радон. Известни са хидрати Rn∙6H 2 O, адукти с алкохоли, например Rn∙2C 2 H 5 OH и др.. При високи температури радонът образува съединения със състав RnF n, където n = 4, 6, 2.

Криптон

Криптонът образува клатратни съединения с вода, сярна киселина, водородни халогени, фенол, тулен и други органични вещества. Когато криптон реагира с флуор, могат да се получат неговите ди- и тетрафлуориди, които са стабилни само при ниски температури. Дифлуоридът проявява свойствата на окислител:

KrF 2 + 2HCl = Kr + Cl 2 + 2HF

2KrF 2 + 2H 2 O = 2Kr + O 2 + 4HF

Не беше възможно да се получат съединения от по-леки инертни газове. Теоретичните изчисления показват, че аргоновите съединения могат да бъдат синтезирани, но не могат да бъдат получени от хелий и неон.

Въведение

Благородните или инертни газове са: хелий Не, неон не, аргон Ар, криптон кр, ксенон Той Х, радон Rn. Те принадлежат към VIII група, основната подгрупа на периодичната система на химичните елементи на D.I. Менделеев. Едноатомни газове, без цвят и мирис. Външната електронна обвивка на молекулите е запълнена (s 2 p 6), поради което при нормални условия благородните газове са едноатомни и химически инертни. Те са част от земната атмосфера: аргонът е най-разпространен (0,934% от обема), ксенонът е най-малко разпространен (0,86 * 10 -5%). В малки количества се намират в някои минерали, природни газове, в разтворен вид - във вода. Освен това те се срещат и в атмосферата на гигантски планети и на Слънцето (хелий).

Химията на благородните газове не е разнообразна поради тяхната инертност, но от друга страна е много интересна за изучаване поради тяхната специална структура и свойства. Изследването на тези елементи и техните съединения е много уместно, тъй като е в етап на развитие. Именно поради тези причини посветих работата си на тях.

получаване на собственост благороден газ

История на откриването на благородни газове

Откриването на благородни газове и изследването на техните свойства е много интересна история, въпреки че предизвика известен шок сред учените химици. Този период от историята на химията дори е наречен полушеговито „кошмарът на благородните газове“.

Първият благороден газ, аргон, е открит през 1894 г. По това време възникна разгорещен научен спор между двама британски учени - лорд Рейли и Уилям Рамзи. На Рейли му хрумва, че азотът, получен от въздуха след отстраняването на кислорода, има малко по-висока плътност от азота, получен химически. Рамзи беше на мнение, че такава аномалия в плътността може да се обясни с наличието на неизвестен тежък газ във въздуха. Колегата му, напротив, не искаше да се съгласи с това. Рейли смята, че това е по-скоро някаква тежка озоноподобна модификация на азота.

Само експериментът може да внесе яснота. Рамзи отстрани кислорода от въздуха по обичайния начин - използвайки го за горене, и свърза азота, както обикновено правеше в експериментите си с лекции, прекарвайки го върху нажежен магнезий. Използвайки останалия газ за по-нататъшни спектрални изследвания, изуменият учен видя спектър, невиждан досега с червени и зелени линии.

През цялото лято на 1894 г. лорд Рейли и Рамзи водят оживена кореспонденция и на 18 август съобщават за откриването на нов компонент на атмосферата - аргон. Рамзи продължи експериментите си и установи, че аргонът е дори по-инертен от азота и очевидно не реагира с никакви други химикали. Именно за това свойство той получи името си: "аргон" - от гръцки "инертен".

Рамзи определи атомната маса на аргона: 40. Следователно той трябва да бъде поставен между калия и калция. Свободно място обаче нямаше! Бяха изказани различни хипотези за разрешаване на това противоречие. По-специално, D.I. Менделеев предполага, че аргонът е алотропна модификация на азот N 3, чиято молекула е много стабилна.

Хелият е идентифициран за първи път като химичен елемент през 1868 г. от П. Янсен, докато изучава слънчево затъмнение в Индия. При спектралния анализ на слънчевата хромосфера е открита ярко жълта линия, първоначално приписана на спектъра на натрий, но през 1971 г. J. Lockyer и P. Jansen доказват, че тази линия не принадлежи към нито един от елементите, известни на Земята. Локиър и Е. Франкланд наричат ​​новия елемент хелий от гръцки. „генлиос“, което означава слънцето. По това време те не знаеха, че хелият е инертен газ и предполагаха, че е метал. И само четвърт век по-късно хелият е открит на Земята.

През 1890 г. Рамзи обръща внимание на факта, че когато минералът клевеит се разлага от киселини, се отделят значителни количества газ, който той смята за азот.

Сега Рамзи искаше да провери - може би аргон може да се намери в този азот, свързан в минерала! Той разложи две унции рядка скала със сярна киселина. През март 1895 г. той изучава спектъра на събрания газ и е изключително изумен, когато открива брилянтна жълта линия, различна от известната жълта спектрална линия на натрия.

Това беше нов газ, газообразен елемент, непознат дотогава. Уилям Крукс, който в Англия се смяташе за най-големия авторитет в областта на спектралния анализ, информира своя колега, че прословутата жълта линия е същата, която е забелязана от Локиър и Янсен през 1868 г. в спектъра на Слънцето: следователно има хелий на Земята. Година по-късно Х. Кейзър открива хелиеви примеси в атмосферата, а през 1906 г. хелий е открит в състава на природния газ от нефтени кладенци в Канзас. През същата година Е. Ръдърфорд и Т. Ройдс установиха, че алфа-частиците, излъчвани от радиоактивни елементи, са ядра на хелий.

Рамзи намери начин да постави и двата новооткрити газа в периодичната таблица, въпреки че нямаше официално място за тях. Към известните осем групи елементи той добави нулева група, специално за нулевалентните, нереактивни благородни газове, както сега се наричаха новите газообразни елементи.

Когато Рамзи поставя благородните газове в нулевата група според тяхната атомна маса - хелий 4, аргон 40, той открива, че между тях има място за още един елемент. Рамзи докладва това през есента на 1897 г. в Торонто на среща на Британското общество. След много неуспешни експерименти Рамзи стига до идеята да ги търси във въздуха. Междувременно германецът Линде и англичанинът Хемпсън почти едновременно публикуват нов метод за втечняване на въздуха. Рамзи използва този метод и наистина с негова помощ той успя да открие липсващите газове в определени фракции на втечнения въздух: криптон („скрит“), ксенон („чужд“) и неон („нов“).

След тези открития стана ясно, че в природата има група от нови химични елементи и за тях трябва да се намери място в системата на химичните елементи. Тъй като тези нови елементи бяха изключително инертни и не проявяваха химически свойства, по предложение на белгийския химик Херера, както и на Рамзи и в съгласие с D.I. Менделеев през 1900 г. въвежда нулевата група химични елементи в периодичната система, която включва посочените елементи, както и радон ("лъч") - продукт на радиоактивното разпадане на радий (открит през 1901 г.). Нулевата група, разбира се, беше разположена пред първата група; номерът на групата в периодичната система е свързан с максималната валентност на химичните елементи, които те проявяват в кислородните съединения, или с максималната степен на окисление. Огромните усилия на химици от различни страни, насочени към разкриване на реактивността на нови елементи, бяха напразни. Те не взаимодействаха с нито едно, дори и с най-активните вещества, и затова се стигна до заключението, че валентността и степента на окисление на благородните газове са нула. В тази връзка те бяха наречени "инертни газове". Впоследствие това наименование е заменено с термина "благородни газове".

Откриването на благородните газове беше от голямо значение за научната общност. По-специално, това помогна при извършването на спектрални изследвания. Оранжевата линия на спектъра на стабилния изотоп криптон-86 е приета за международен стандарт за дължината на вълната на светлината. Откриването на тези елементи обаче е от най-голямо значение за развитието на концепцията за валентността и теорията за междумолекулните сили. В тази насока са работили учените Косел и Луис, които излагат хипотезата, че електронната обвивка от 8 електрона е най-стабилна и различните атоми са склонни да я придобиват чрез добавяне или отделяне на електрони.

До 1962 г. се смяташе, че инертните газове не влизат в никакви реакции. През 1962 г. канадският учен Н. Бартлет успява да получи съединение от ксенон и платинов хексафлуорид XePtF 6 . Бартлет е първият, който получава съединение, в което участва осемелектронната обвивка на ксенона. Така митът за абсолютната инертност на обвивката на благородния газ беше разрушен. След това името "инертни газове" вече не отговаря на реалността, следователно, по аналогия с нискоактивните благородни метали, тази група химични елементи се нарича благородни газове. Тъй като са получени химични съединения, в които максималната валентност на благородните газове е 8, вместо нулевата група, те започват да се считат за основната подгрупа на група VIII на периодичната система.