Πιθανώς, ακόμη και εκείνοι οι άνθρωποι που δεν αντιμετωπίζουν τόσο συχνά ερωτήσεις χημείας έχουν ακούσει επανειλημμένα ότι ορισμένα αέρια ονομάζονται ευγενή. Ωστόσο, λίγοι άνθρωποι αναρωτιούνται γιατί τα αέρια ονομάστηκαν ευγενή. Και σήμερα στο πλαίσιο αυτού του άρθρου θα προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε λεπτομερώς αυτό το ζήτημα.

Τι είναι τα «ευγενή» αέρια

Η ομάδα των ευγενών αερίων περιλαμβάνει αμέσως μια ολόκληρη λίστα με διάφορα χημικά στοιχεία που μπορούν να παραγγελθούν ή να συνδυαστούν ανάλογα με τις ιδιότητές τους. Φυσικά, τα αέρια δεν έχουν εντελώς πανομοιότυπη σύνθεση και τα ενώνει το γεγονός ότι κάτω από τις απλούστερες συνθήκες, που ονομάζονται κανονικές συνθήκες στη χημεία, αυτά τα αέρια δεν έχουν χρώμα, γεύση ή οσμή. Επιπλέον, τους ενώνει και το γεγονός ότι έχουν εξαιρετικά χαμηλή χημική αντιδραστικότητα.

Κατάλογος «ευγενών» αερίων

Μόνο 6 ονόματα μπορούν να αποδοθούν στον κατάλογο των ευγενών αερίων που είναι γνωστός στην ανθρωπότητα. Μεταξύ αυτών είναι τα ακόλουθα χημικά στοιχεία:

• Ραδόνιο;
• Ήλιο;
• Ξένο;
• Αργόν;
• Κρυπτόν;
• Νέο.

Γιατί τα αέρια ονομάζονται "ευγενή"

Όσον αφορά την άμεση προέλευση του ονόματος που απέδωσαν οι επιστήμονες στα χημικά στοιχεία που περιγράφηκαν παραπάνω, τους δόθηκε λόγω της συμπεριφοράς των ατόμων των στοιχείων με άλλα στοιχεία.

Όπως γνωρίζετε, τα χημικά στοιχεία μπορούν να δρουν μεταξύ τους και να ανταλλάσσουν άτομα μεταξύ τους. Αυτή η προϋπόθεση ισχύει επίσης για πολλά αέρια. Ωστόσο, αν μιλάμε για τα στοιχεία από τη λίστα που παρουσιάστηκε παραπάνω, τότε δεν αντιδρούν με κανένα άλλο στοιχείο που υπάρχει στον περιοδικό πίνακα γνωστό σε όλους μας. Αυτό οδήγησε στο γεγονός ότι οι επιστήμονες απέδωσαν πολύ γρήγορα υπό όρους αέρια σε μια ομάδα, ονομάζοντάς την ευγενή προς τιμήν της «συμπεριφοράς» τους.

Άλλες ονομασίες για "ευγενή" αέρια

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα ευγενή αέρια έχουν και άλλα ονόματα που τα αποκαλούν οι επιστήμονες και τα οποία μπορούν επίσης να ονομαστούν επίσημα.

Τα "ευγενή" αέρια ονομάζονται επίσης "αδρανή" ή "σπάνια" αέρια.

Όσο για τη δεύτερη επιλογή, η προέλευσή της είναι αρκετά προφανής, γιατί από ολόκληρο τον πίνακα στοιχείων του Mendeleev, μπορούν να σημειωθούν μόνο 6 άτομα που ανήκουν στη λίστα των ευγενών αερίων. Αν μιλάμε για την προέλευση του ονόματος "Αδρανής", τότε εδώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα συνώνυμα αυτής της λέξης, μεταξύ των οποίων υπάρχουν έννοιες όπως "ανενεργός" ή "ανενεργός".

Έτσι, και τα τρία ονόματα που χρησιμοποιούνται για τέτοια αέρια είναι σχετικά και ορθολογικά επιλεγμένα.

Ερωτήσεις:

1 . Γιατί τα ευγενή αέρια κατατάσσονταν στη μηδενική ομάδα του Περιοδικού Πίνακα; Γιατί ταξινομούνται τώρα στην ομάδα VIII; Ποια μέταλλα ονομάζονται ευγενή; Γιατί;
2 . Ετοιμάστε ένα μήνυμα με θέμα «Αδρανές ή ευγενείς;».
3 . Ποιος χημικός δεσμός ονομάζεται ιονικός; Ποιος είναι ο μηχανισμός σχηματισμού του; Είναι δυνατόν να μιλάμε για «καθαρό» ιοντικό δεσμό; Γιατί;
4 . Τι είναι τα κατιόντα; Σε ποιες ομάδες χωρίζονται τα κατιόντα;
5 . Τι είναι τα ανιόντα; Σε ποιες ομάδες χωρίζονται τα ανιόντα;
6 . Γιατί συνηθίζεται να χωρίζουμε τα ιόντα σε ενυδατωμένα και μη; Η παρουσία ενός κελύφους ενυδάτωσης επηρεάζει τις ιδιότητες των ιόντων; Τι ρόλο έπαιξαν οι Ρώσοι χημικοί Kablukov και Kistyakovsky στην ανάπτυξη ιδεών για την ηλεκτρολυτική διάσταση, που γνωρίσατε στο μάθημα του βασικού σχολείου;
7 . Τι είναι το κρυσταλλικό πλέγμα; Τι είναι ένα ιοντικό κρυσταλλικό πλέγμα;
8 . Ποιες είναι οι φυσικές ιδιότητες των ουσιών με δικτυώματα ιοντικών κρυστάλλων;
9 . Μεταξύ των ουσιών των οποίων οι τύποι είναι: KCl, AICl3, BaO, Fe2O3, Fe2(SO4)3, H2SO4, C2H5ONa, C6H5ONa, SiO2, NHa, ταυτοποιούν ενώσεις με ιοντικά κρυσταλλικά πλέγματα.

Απαντήσεις:

- (αδρανές αέριο), μια ομάδα αερίων χωρίς χρώμα και οσμή, που αποτελεί την ομάδα 0 στον περιοδικό πίνακα του Μεντελέεφ. Αυτά περιλαμβάνουν (σε αύξουσα σειρά ατομικού αριθμού) ΗΛΙΟ, ΝΕΟΝ, ΑΡΓΟΝ, ΚΡΥΠΤΟΝ, ΞΕΝΟΝ και ΡΑΔΟΝΙΟ. Χαμηλή χημική δραστηριότητα ... ... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

ΕΥΓΕΝΗ ΑΕΡΙΑ- ΕΥΓΕΝΗ ΑΕΡΙΑ, χημ. στοιχεία: ήλιο, νέο, αργό, κρυπτόν, ξένον και εκπομπές. Πήραν το όνομά τους για την αδυναμία τους να αντιδράσουν με άλλα στοιχεία. Το 1894, αγγλικά. Οι επιστήμονες Rayleigh και Ram Zai διαπίστωσαν ότι το N λαμβάνεται από τον αέρα ... ... Μεγάλη Ιατρική Εγκυκλοπαίδεια

- (αδρανή αέρια), χημικά στοιχεία της ομάδας VIII του περιοδικού συστήματος: ήλιο He, νέο Ne, αργό Ar, κρυπτό Kr, ξένο Xe, ραδόνιο Rn. Χημικά αδρανής; όλα τα στοιχεία, εκτός από He, σχηματίζουν ενώσεις εγκλεισμού, για παράδειγμα, Ar? 5,75H2O, Xe οξείδια, ... ... Σύγχρονη Εγκυκλοπαίδεια

ευγενή αέρια- (αδρανή αέρια), χημικά στοιχεία της ομάδας VIII του περιοδικού συστήματος: ήλιο He, νέο Ne, αργό Ar, κρυπτό Kr, ξένο Xe, ραδόνιο Rn. Χημικά αδρανής; όλα τα στοιχεία, εκτός από τον He, σχηματίζουν ενώσεις εγκλεισμού, για παράδειγμα, Ar´5.75H2O, οξείδια Xe, ... ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

- (αδρανή αέρια) χημικά στοιχεία: ήλιο He, νέο Ne, αργό Ar, κρυπτόν Kr, ξένο Xe, ραδόνιο Rn; ανήκουν στην VIII ομάδα του περιοδικού συστήματος. Μονοατομικά αέρια, άχρωμα και άοσμα. Σε μικρές ποσότητες που υπάρχουν στον αέρα, βρίσκονται σε ... ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

ευγενή αέρια- (αδρανή αέρια) στοιχεία της ομάδας VIII του περιοδικού συστήματος του D. I. Mendeleev: ήλιο He, νέο Ne, αργό Ar, κρυπτό Kr, ξένο Xe, ραδόνιο Rn. Υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στην ατμόσφαιρα, βρίσκονται σε ορισμένα ορυκτά, φυσικά αέρια, σε ... ... Ρωσική εγκυκλοπαίδεια για την προστασία της εργασίας

ΕΥΓΕΝΗ ΑΕΡΙΑ- (βλ.) απλές ουσίες που σχηματίζονται από άτομα των στοιχείων της κύριας υποομάδας της ομάδας VIII (βλ.): ήλιο, νέο, αργό, κρυπτό, ξένο και ραδόνιο. Στη φύση, σχηματίζονται κατά τη διάρκεια διαφόρων πυρηνικών διεργασιών. Στις περισσότερες περιπτώσεις, λαμβάνουν κλασματικά ... ... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια

- (αδρανή αέρια), χημικά στοιχεία: ήλιο He, νέο Ne, αργό Ar, κρυπτό Kr, ξένο Xe, ραδόνιο Rn; ανήκουν στην VIII ομάδα του περιοδικού συστήματος. Μονοατομικά αέρια, άχρωμα και άοσμα. Σε μικρές ποσότητες που υπάρχουν στον αέρα, βρίσκονται σε ... ... εγκυκλοπαιδικό λεξικό

- (αδρανή αέρια, σπάνια αέρια), χημ. στοιχεία του VIII γρ. περιοδικός συστήματα: ήλιο (He), νέο (Ne), αργό (Ar), κρυπτό (Kr), ξένο (Xe), ραδόνιο (Rn). Στη φύση, σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης. πυρηνικές διεργασίες. Ο αέρας περιέχει 5,24 * 10 4% κατ' όγκο He, ... ... Χημική Εγκυκλοπαίδεια

- (αδρανή αέρια), χημ. στοιχεία: ήλιο He, νέο Ne, αργό Ar, κρυπτό Kr, ξένο Xe, ραδόνιο Rn; ανήκουν στην VIII ομάδα των περιοδικών. συστήματα. Μονοατομικά αέρια, άχρωμα και άοσμα. Σε μικρούς πασσάλους υπάρχουν στον αέρα, περιέχονται σε μερικά ... ... Φυσικές Επιστήμες. εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Βιβλία

• , D. N. Putintsev, N. M. Putintsev. Το βιβλίο πραγματεύεται τις δομικές, θερμοδυναμικές και διηλεκτρικές ιδιότητες των ευγενών αερίων, τη σχέση τους μεταξύ τους και με τη διαμοριακή αλληλεπίδραση. Μέρος του κειμένου του εγχειριδίου εξυπηρετεί ...
• Δομή και ιδιότητες απλών ουσιών. ευγενή αέρια. Φροντιστήριο. Vulture του Υπουργείου Άμυνας της Ρωσικής Ομοσπονδίας, Putintsev D.N. Το βιβλίο συζητά τις δομικές, θερμοδυναμικές και διηλεκτρικές ιδιότητες των ευγενών αερίων, τη σχέση τους μεταξύ τους και με τη διαμοριακή αλληλεπίδραση. Μέρος του κειμένου του εγχειριδίου εξυπηρετεί ...

Αδρανή αέρια (ευγενή αέρια) - στοιχεία που σχηματίζουν την ομάδα 18 PS (στη σύντομη έκδοση - η κύρια υποομάδα της ομάδας 8): ήλιο He (ατομικός αριθμός 2), νέο Ne (Z = 10), αργό Ar (Z = 18) κρυπτόν Kr (Ζ = 36), ξένο Xe (Ζ = 54) και ραδόνιο Rn (Ζ = 86). Αδρανή αέρια υπάρχουν συνεχώς στον αέρα (1 m 3 αέρα περιέχει περίπου 9,4 λίτρα, κυρίως Ar). Οι επιστήμονες αναλύουν τη σύνθεση του αέρα από το δεύτερο μισό του 18ου αιώνα. Ωστόσο, δεν ήταν δυνατός ο εντοπισμός αδρανών αερίων για μεγάλο χρονικό διάστημα. Λόγω της χημικής παθητικότητάς τους, δεν εκδηλώθηκαν με κανέναν τρόπο σε συνηθισμένες αντιδράσεις και διέφυγαν της προσοχής των ερευνητών. Μόνο μετά την ανακάλυψη της φασματικής ανάλυσης ανακαλύφθηκαν αρχικά ήλιο και αργό, και στη συνέχεια άλλα αδρανή αέρια. Στις αρχές του 20ου αιώνα, η ανθρωπότητα εξεπλάγη όταν έμαθε ότι ο αέρας, τόσο οικείος και φαινομενικά μελετημένος, περιέχει 6 προηγουμένως άγνωστα στοιχεία.

Τα αδρανή αέρια διαλύονται στο νερό, που περιέχονται σε ορισμένα πετρώματα. Μερικές φορές το ήλιο βρίσκεται στα υπόγεια αέρια. Τέτοια αέρια είναι η μόνη βιομηχανική πηγή του. Το νέο, το αργό, το κρυπτόν και το ξένο εξάγονται από τον αέρα κατά τη διαδικασία του διαχωρισμού του σε άζωτο και οξυγόνο.

Η πηγή του Rn είναι παρασκευάσματα ουρανίου, ραδίου και άλλων ραδιενεργών στοιχείων. Αν και όλα τα αδρανή αέρια, εκτός από το ραδόνιο, είναι σταθερά, η προέλευσή τους οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη ραδιενέργεια. Έτσι, οι πυρήνες ηλίου, που αλλιώς ονομάζονται σωματίδια ɑ, σχηματίζονται συνεχώς ως αποτέλεσμα της ραδιενεργής διάσπασης του ουρανίου ή του θορίου. Το αργό-40, το οποίο κυριαρχεί στο φυσικό μείγμα ισοτόπων αργού, προκύπτει από τη ραδιενεργή διάσπαση του ισοτόπου του καλίου-40. Τέλος, η προέλευση των περισσότερων από τα χερσαία αποθέματα του Xe οφείλεται πιθανώς στην αυθόρμητη σχάση των πυρήνων ουρανίου.

Όλα τα αδρανή αέρια είναι άχρωμα και άοσμα. Τα εξωτερικά κελύφη ηλεκτρονίων των ατόμων τους περιέχουν τον μέγιστο δυνατό αριθμό ηλεκτρονίων για τα αντίστοιχα εξωτερικά κελύφη: 2 για το ήλιο και 8 για τα υπόλοιπα. Τέτοια κοχύλια είναι εξαιρετικά ανθεκτικά. Αυτό συνδέεται, πρώτον, με τη χημική παθητικότητα των αδρανών αερίων σε σχέση με άλλα στοιχεία. Και δεύτερον, η αδυναμία των ατόμων τους να έρθουν σε επαφή μεταξύ τους, με αποτέλεσμα τα μόριά τους να είναι μονοατομικά. Τα αδρανή αέρια, ιδιαίτερα τα ελαφριά, είναι δύσκολο να υγροποιηθούν. Ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε. Γιατί έτσι. Τα μόρια άλλων αερίων είναι είτε μόνιμα δίπολα, όπως το HCl, είτε γίνονται εύκολα δίπολα (Cl 2 ). Στα μόνιμα δίπολα, τα «κέντρα βάρους» θετικών και αρνητικών φορτίων δεν συμπίπτουν συνεχώς μεταξύ τους. Ο σχηματισμός ενός διπόλου σε μόρια του τύπου Cl 2 σχετίζεται με μια μετατόπιση σε αυτά των "κέντρων βάρους" φορτίων σε σχέση μεταξύ τους υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων, ιδίως υπό τη δράση ηλεκτρικών πεδίων γειτονικών μόρια. Έτσι, τόσο στα μόρια του HCl όσο και στα μόρια του Cl 2, υπάρχουν δυνάμεις ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ αντίθετων πόλων διπόλων. Σε ορισμένες χαμηλές θερμοκρασίες, αυτές οι δυνάμεις είναι επαρκείς για να κρατήσουν τα μόρια το ένα κοντά στο άλλο. Στα άτομα αδρανούς αερίου, η διάταξη των ηλεκτρονίων γύρω από τους πυρήνες είναι αυστηρά σφαιρική. Επομένως, τα γειτονικά άτομα δεν μπορούν να προκαλέσουν μετατόπιση στα «κέντρα βάρους» των ηλεκτρικών φορτίων στα άτομα τους και να οδηγήσουν στο σχηματισμό ενός «επαγόμενου» διπόλου, όπως στα μόρια χλωρίου. Έτσι, δεν υπάρχουν μόνιμα ή επαγόμενα δίπολα στα άτομα των αδρανών αερίων. Και αν ναι, τότε οι δυνάμεις έλξης μεταξύ τους υπό κανονικές συνθήκες πρακτικά απουσιάζουν. Ωστόσο, λόγω των συνεχών δονήσεων των ατόμων, τα «κέντρα» φορτίων μπορούν να κινηθούν για μια στιγμή σε διαφορετικές κατευθύνσεις του ατόμου. Οι δυνάμεις ηλεκτροστατικής έλξης που προκύπτουν από το σχηματισμό αυτού του στιγμιαίου διπόλου είναι πολύ μικρές, αλλά σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες είναι αρκετές για να συμπυκνώσουν αυτά τα αέρια.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι προσπάθειες απόκτησης συμβατικών χημικών ενώσεων αδρανών αερίων κατέληξαν σε αποτυχία. Ο Καναδός επιστήμονας N. Bartlett πέτυχε να βάλει τέλος στις ιδέες για την απόλυτη χημική αδράνεια των αδρανών αερίων, ο οποίος το 1962 ανέφερε για τη σύνθεση μιας ένωσης ξένον με εξαφθοριούχο λευκόχρυσο PtF 6 . Η προκύπτουσα ένωση ξένου είχε τη σύνθεση Xe. Στα επόμενα χρόνια, συντέθηκε επίσης ένας μεγάλος αριθμός άλλων ενώσεων ραδονίου, ξένου και κρυπτονίου.

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις χημικές ιδιότητες των αδρανών αερίων.

Ξένο

Λόγω της χαμηλής αφθονίας του, το xenon είναι πολύ πιο ακριβό από τα ελαφρύτερα ευγενή αέρια. Για να αποκτήσετε 1 m 3 ξένον, είναι απαραίτητο να επεξεργαστείτε 10 εκατομμύρια m 3 αέρα. Έτσι, το ξένο είναι το σπανιότερο αέριο στην ατμόσφαιρα της γης.

Όταν το ξένο αντέδρασε με πάγο υπό πίεση, λήφθηκε το εξένυδρο Xe∙6H 2 O. Υπό πίεση, κατά την κρυστάλλωση της φαινόλης, απομονώθηκε μια άλλη ένωση κλαθρικού με φαινόλη Xe∙6C 6 H 5 OH. Ελήφθησαν το τριοξείδιο του ξένου XeO 3 σε μορφή άχρωμων κρυστάλλων και το τετραοξείδιο XeO 4 με τη μορφή αερίου και χαρακτηρίστηκαν ως εξαιρετικά εκρηκτικές ουσίες. Στους 0°C εμφανίζεται δυσαναλογία:

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

Κατά την αλληλεπίδραση με το τετροξείδιο του ξένου νερού, όπου το ξένο βρίσκεται σε κατάσταση οξείδωσης +8, σχηματίζεται ισχυρό υπερξενονικό οξύ H 4 XeO 6, το οποίο δεν μπορούσε να απομονωθεί σε μεμονωμένη κατάσταση, αλλά ελήφθησαν άλατα - υπερξενικά μέταλλα αλκαλίων. Μόνο άλατα καλίου, ρουβιδίου και καισίου ήταν διαλυτά στο νερό.

Το αέριο ξένο αντιδρά με το εξαφθοριούχο λευκόχρυσο PtF 6 για να σχηματίσει το εξαφθοροπλατινικό ξένο Xe. Όταν θερμαίνεται σε κενό, ανεβαίνει χωρίς αποσύνθεση και υδρολύεται στο νερό με την απελευθέρωση ξένου:

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

Αργότερα αποδείχθηκε ότι το ξένο σχηματίζει 2 ενώσεις με εξαφθοριούχο λευκόχρυσο: Xe και Xe 2 . Όταν το ξένο θερμαίνεται με φθόριο, σχηματίζεται XeF 4, το οποίο φθοριάζει το φθόριο και την πλατίνα:

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

Ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης του XeF 4, σχηματίζεται ασταθές XeO 3, το οποίο αποσυντίθεται στον αέρα με έκρηξη.

Έχουν ληφθεί επίσης XeF 2 και XeF 6, το τελευταίο από τα οποία διασπάται με έκρηξη. Είναι εξαιρετικά δραστικό, αντιδρά εύκολα με φθοριούχα αλκαλικά μέταλλα:

XeF 6 + RbF = Rb

Το προκύπτον άλας ρουβιδίου αποσυντίθεται στους 50°C σε XeF 6 και RbXeF 8
Με το όζον σε αλκαλικό περιβάλλον, το XeO 3 σχηματίζει άλας νατρίου Na 4 XeO 6 (υπερξενονικό νάτριο). Το υπερξενονικό ανιόν είναι ο ισχυρότερος γνωστός οξειδωτικός παράγοντας. Επίσης ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας είναι το Xe(ClO-4) 2 . Είναι το ισχυρότερο οξειδωτικό από όλα τα γνωστά υπερχλωρικά.

Ραδόνιο

Το ραδόνιο σχηματίζει κλαθρικά, τα οποία, αν και έχουν σταθερή σύσταση, δεν περιέχουν χημικούς δεσμούς που περιλαμβάνουν ραδόνιο. Είναι γνωστά τα ένυδρα Rn∙6H 2 O, τα πρόσθετα με αλκοόλες, για παράδειγμα Rn∙2C 2 H 5 OH κ.λπ. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το ραδόνιο σχηματίζει ενώσεις με τη σύνθεση RnF n, όπου n = 4, 6, 2.

Κρυπτόν

Το κρυπτόν σχηματίζει ενώσεις εγκλωβισμού με νερό, θειικό οξύ, υδρογόνα αλογόνα, φαινόλη, τουλένιο και άλλες οργανικές ουσίες. Όταν το κρυπτόν αντιδρά με το φθόριο, μπορούν να ληφθούν τα δι- και τετραφθορίδια του, τα οποία είναι σταθερά μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Το διφθορίδιο εμφανίζει τις ιδιότητες ενός οξειδωτικού παράγοντα:

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

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

Δεν ήταν δυνατό να ληφθούν ενώσεις ελαφρύτερων αδρανών αερίων. Θεωρητικοί υπολογισμοί έχουν δείξει ότι ενώσεις αργού μπορεί να συντίθενται, αλλά δεν μπορούν να ληφθούν από ήλιο και νέον.

Εισαγωγή

Τα ευγενή ή αδρανή αέρια είναι: ήλιο Δεν, νέον Ne, αργό Ar, κρυπτόν kr, ξένον Χεχ, ραδόνιο Rn. Ανήκουν στην ομάδα VIII, την κύρια υποομάδα του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του Δ.Ι. Μεντελέεφ. Μονοατομικά αέρια, άχρωμα και άοσμα. Το εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων των μορίων είναι γεμάτο (s 2 p 6), λόγω του οποίου, υπό κανονικές συνθήκες, τα ευγενή αέρια είναι μονατομικά και χημικά αδρανή. Αποτελούν μέρος της ατμόσφαιρας της γης: το αργό είναι το πιο κοινό (0,934% κατ' όγκο), το ξένο είναι το λιγότερο κοινό (0,86 * 10 -5%). Σε μικρές ποσότητες βρίσκονται σε ορισμένα μέταλλα, φυσικά αέρια, σε διαλυμένη μορφή - στο νερό. Επιπλέον, βρίσκονται επίσης στις ατμόσφαιρες γιγάντιων πλανητών και στον Ήλιο (ήλιο).

Η χημεία των ευγενών αερίων δεν είναι ποικιλόμορφη λόγω της αδράνειάς τους, αλλά από την άλλη είναι πολύ ενδιαφέρουσα η μελέτη λόγω της ειδικής δομής και των ιδιοτήτων τους. Η μελέτη αυτών των στοιχείων και των ενώσεων τους είναι πολύ σχετική, καθώς βρίσκεται στο στάδιο της ανάπτυξης. Γι' αυτούς τους λόγους έχω αφιερώσει τη δουλειά μου σε αυτούς.

παραλαβή ιδιοκτησίας ευγενές αέριο

Ιστορία της ανακάλυψης ευγενών αερίων

Η ανακάλυψη ευγενών αερίων και η μελέτη των ιδιοτήτων τους είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα ιστορία, αν και προκάλεσε κάποια σοκ στους χημικούς επιστήμονες. Αυτή η περίοδος στην ιστορία της χημείας έχει ονομαστεί ακόμη και μισοαστεία «ο εφιάλτης των ευγενών αερίων».

Το πρώτο ευγενές αέριο, το αργό, ανακαλύφθηκε το 1894. Αυτή τη στιγμή, μια έντονη επιστημονική διαμάχη προέκυψε μεταξύ δύο Βρετανών επιστημόνων - του Λόρδου Rayleigh και του William Ramsay. Ο Rayleigh συνέβη ότι το άζωτο που λαμβάνεται από τον αέρα μετά την αφαίρεση του οξυγόνου είχε ελαφρώς μεγαλύτερη πυκνότητα από το άζωτο που λαμβάνεται χημικά. Ο Ramsay ήταν της άποψης ότι μια τέτοια ανωμαλία στην πυκνότητα θα μπορούσε να εξηγηθεί από την παρουσία ενός άγνωστου βαρέος αερίου στον αέρα. Ο συνάδελφός του, αντίθετα, δεν ήθελε να συμφωνήσει με αυτό. Ο Rayleigh πίστευε ότι ήταν μάλλον κάποιο είδος βαριάς τροποποίησης του αζώτου που μοιάζει με όζον.

Μόνο το πείραμα θα μπορούσε να φέρει σαφήνεια. Ο Ramsay αφαίρεσε το οξυγόνο από τον αέρα με τον συνηθισμένο τρόπο - χρησιμοποιώντας το για καύση, και δέσμευσε άζωτο, όπως έκανε συνήθως στα πειράματά του στη διάλεξη, περνώντας το πάνω από καυτό μαγνήσιο. Χρησιμοποιώντας το υπόλοιπο αέριο για περαιτέρω φασματικές μελέτες, ο έκπληκτος επιστήμονας είδε ένα φάσμα που δεν είχε ξαναδεί με κόκκινες και πράσινες γραμμές.

Όλο το καλοκαίρι του 1894, ο Λόρδος Rayleigh και ο Ramsay πραγματοποίησαν μια ζωντανή αλληλογραφία και στις 18 Αυγούστου ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός νέου συστατικού της ατμόσφαιρας - αργού. Ο Ramsay συνέχισε τα πειράματά του και διαπίστωσε ότι το αργό είναι ακόμη πιο αδρανές από το άζωτο και προφανώς δεν αντιδρά με καμία άλλη χημική ουσία. Είναι για αυτό το ακίνητο που έλαβε το όνομά του: "argon" - από το ελληνικό "αδρανές".

Ο Ramsay προσδιόρισε την ατομική μάζα του αργού: 40. Επομένως, θα έπρεπε να τοποθετηθεί μεταξύ καλίου και ασβεστίου. Ωστόσο, δεν υπήρχε ελεύθερος χώρος! Έχουν διατυπωθεί διάφορες υποθέσεις για την επίλυση αυτής της αντίφασης. Ειδικότερα, η Δ.Ι. Ο Mendeleev πρότεινε ότι το αργό είναι μια αλλοτροπική τροποποίηση του αζώτου N 3, το μόριο του οποίου είναι πολύ σταθερό.

Το ήλιο αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά ως χημικό στοιχείο το 1868 από τον P. Jansen ενώ μελετούσε μια ηλιακή έκλειψη στην Ινδία. Στη φασματική ανάλυση της ηλιακής χρωμόσφαιρας, βρέθηκε μια φωτεινή κίτρινη γραμμή, που αρχικά αποδόθηκε στο φάσμα του νατρίου, αλλά το 1971 οι J. Lockyer και P. Jansen απέδειξαν ότι αυτή η γραμμή δεν ανήκει σε κανένα από τα γνωστά στοιχεία στη Γη. Ο Lockyer και ο E. Frankland ονόμασαν το νέο στοιχείο ήλιο από το ελληνικό. «Γένλιος» που σημαίνει ήλιος. Εκείνη την εποχή, δεν γνώριζαν ότι το ήλιο είναι αδρανές αέριο και υπέθεταν ότι ήταν μέταλλο. Και μόνο ένα τέταρτο του αιώνα αργότερα, το ήλιο ανακαλύφθηκε στη Γη.

Το 1890, ο Ramsay επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι όταν το ορυκτό κλεβεΐτη αποσυντίθεται από οξέα, απελευθερώνονται σημαντικές ποσότητες αερίου, το οποίο θεώρησε ότι είναι άζωτο.

Τώρα ο Ramsay ήθελε να ελέγξει - ίσως να μπορούσε να βρεθεί αργό σε αυτό το άζωτο που είναι δεσμευμένο στο ορυκτό! Αποσυνέθεσε δύο ουγγιές σπάνιου βράχου με θειικό οξύ. Τον Μάρτιο του 1895 μελέτησε το φάσμα του συλλεγόμενου αερίου και έμεινε εξαιρετικά έκπληκτος όταν ανακάλυψε μια λαμπρή κίτρινη γραμμή, διαφορετική από τη γνωστή κίτρινη φασματική γραμμή του νατρίου.

Ήταν ένα νέο αέριο, ένα αέριο στοιχείο άγνωστο μέχρι τότε. Ο William Crookes, ο οποίος στην Αγγλία θεωρούνταν η κορυφαία αρχή στον τομέα της φασματικής ανάλυσης, ενημέρωσε τον συνάδελφό του ότι η περιβόητη κίτρινη γραμμή είναι η ίδια που παρατήρησαν οι Lockyer και Jansen το 1868 στο φάσμα του Ήλιου: επομένως, υπάρχει ήλιο στη Γη. Ένα χρόνο αργότερα, ο H. Keyser ανακάλυψε ακαθαρσίες ηλίου στην ατμόσφαιρα και το 1906 ανακαλύφθηκε ήλιο στη σύνθεση του φυσικού αερίου από πετρελαιοπηγές στο Κάνσας. Την ίδια χρονιά, οι E. Rutherford και T. Royds διαπίστωσαν ότι τα σωματίδια άλφα που εκπέμπονται από ραδιενεργά στοιχεία είναι πυρήνες ηλίου.

Ο Ramsay βρήκε έναν τρόπο να τοποθετήσει και τα δύο πρόσφατα ανακαλυφθέντα αέρια στον περιοδικό πίνακα, αν και δεν υπήρχε επίσημη θέση για αυτά. Στις γνωστές οκτώ ομάδες στοιχείων πρόσθεσε μια μηδενική ομάδα, ειδικά για τα μηδενικά, μη αντιδραστικά ευγενή αέρια, όπως ονομάζονταν πλέον τα νέα αέρια στοιχεία.

Όταν ο Ramsay τοποθέτησε τα ευγενή αέρια στη μηδενική ομάδα σύμφωνα με την ατομική τους μάζα - ήλιο 4, αργό 40, ανακάλυψε ότι υπήρχε χώρος για ένα ακόμη στοιχείο μεταξύ τους. Ο Ramsay το ανέφερε αυτό το φθινόπωρο του 1897 στο Τορόντο σε μια συνάντηση της Βρετανικής Εταιρείας. Μετά από πολλά ανεπιτυχή πειράματα, ο Ramsay είχε την ιδέα να τα αναζητήσει στον αέρα. Εν τω μεταξύ, ο Γερμανός Linde και ο Άγγλος Hampson δημοσίευσαν σχεδόν ταυτόχρονα μια νέα μέθοδο υγροποίησης του αέρα. Ο Ramsay χρησιμοποίησε αυτή τη μέθοδο και, πράγματι, με τη βοήθειά του μπόρεσε να ανιχνεύσει τα αέρια που λείπουν σε ορισμένα κλάσματα υγροποιημένου αέρα: κρυπτόν («κρυμμένο»), ξένον («ξένο») και νέον («νέο»).

Μετά από αυτές τις ανακαλύψεις, έγινε σαφές ότι στη φύση υπάρχει μια ομάδα νέων χημικών στοιχείων και πρέπει να βρεθεί μια θέση για αυτήν στο σύστημα των χημικών στοιχείων. Δεδομένου ότι αυτά τα νέα στοιχεία ήταν αποκλειστικά αδρανή και δεν παρουσίαζαν χημικές ιδιότητες, μετά από πρόταση του Βέλγου χημικού Herrera, καθώς και του Ramsay, και σε συμφωνία με τον D.I. Ο Mendeleev το 1900 εισήγαγε τη μηδενική ομάδα χημικών στοιχείων στο Περιοδικό Σύστημα, το οποίο περιελάμβανε τα ονομαζόμενα στοιχεία, καθώς και το ραδόνιο ("ακτίνα") - προϊόν της ραδιενεργής διάσπασης του ραδίου (ανακαλύφθηκε το 1901). Η μηδενική ομάδα, φυσικά, βρισκόταν μπροστά από την πρώτη ομάδα. ο αριθμός της ομάδας στο Περιοδικό σύστημα σχετίζεται με το μέγιστο σθένος των χημικών στοιχείων που εμφανίζουν στις ενώσεις οξυγόνου ή με τη μέγιστη κατάσταση οξείδωσης. Οι τεράστιες προσπάθειες χημικών από διάφορες χώρες, με στόχο την αποκάλυψη της αντιδραστικότητας νέων στοιχείων, ήταν μάταιες. Δεν αλληλεπιδρούσαν με καμία, ακόμη και με τις πιο δραστικές ουσίες, και ως εκ τούτου συνήχθη το συμπέρασμα ότι το σθένος και η κατάσταση οξείδωσης των ευγενών αερίων είναι μηδενικά. Από αυτή την άποψη, ονομάστηκαν "αδρανή αέρια". Στη συνέχεια, το όνομα αυτό αντικαταστάθηκε από τον όρο "ευγενή αέρια".

Η ανακάλυψη των ευγενών αερίων είχε μεγάλη σημασία για την επιστημονική κοινότητα. Ειδικότερα, βοήθησε στη διεξαγωγή φασματικών μελετών. Η πορτοκαλί γραμμή του φάσματος του σταθερού ισοτόπου krypton-86 έχει υιοθετηθεί ως το διεθνές πρότυπο για το μήκος κύματος του φωτός. Ωστόσο, η ανακάλυψη αυτών των στοιχείων είχε τη μεγαλύτερη σημασία για την ανάπτυξη της έννοιας του σθένους και της θεωρίας των διαμοριακών δυνάμεων. Οι επιστήμονες Kossel και Lewis εργάστηκαν προς αυτή την κατεύθυνση, οι οποίοι υπέβαλαν την υπόθεση ότι το ηλεκτρονιακό κέλυφος των 8 ηλεκτρονίων είναι το πιο σταθερό και διάφορα άτομα τείνουν να το αποκτήσουν προσθέτοντας ή διασπώντας ηλεκτρόνια.

Μέχρι το 1962, πιστευόταν ότι τα αδρανή αέρια δεν εισέρχονταν σε καμία αντίδραση. Το 1962, ο Καναδός επιστήμονας N. Bartlett κατάφερε να αποκτήσει μια ένωση ξένου και εξαφθοριούχου πλατίνας XePtF 6 . Ο Bartlett ήταν ο πρώτος που απέκτησε μια ένωση στην οποία εμπλέκεται το κέλυφος των οκτώ ηλεκτρονίων του ξένου. Έτσι, ο μύθος για την απόλυτη αδράνεια του κελύφους ευγενούς αερίου καταστράφηκε. Μετά από αυτό, το όνομα "αδρανή αέρια" δεν αντιστοιχούσε πλέον στην πραγματικότητα, επομένως, κατ' αναλογία με ευγενή μέταλλα χαμηλής ενεργότητας, αυτή η ομάδα χημικών στοιχείων ονομάστηκε ευγενή αέρια. Δεδομένου ότι ελήφθησαν χημικές ενώσεις στις οποίες το μέγιστο σθένος των ευγενών αερίων είναι 8, αντί για τη μηδενική ομάδα, άρχισαν να θεωρούνται η κύρια υποομάδα της ομάδας VIII του Περιοδικού συστήματος.