INERT GÁZOK: JELLEMZŐK ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

Az inert gázok, más néven ritka vagy nemesgázok, nem mutatnak érzékelhető reakcióképességet. Az „inert” szó azt jelenti, hogy ezeknek a gázoknak az atomjai nem képesek jelentős számú vegyület képzésére, és ezek közül néhány, például a hélium, egyáltalán nem reagál.

Így egy közömbös gázatomok által elfoglalt térben ezek nagyon specifikus atomokkal reagálnak, függetlenül attól, hogy milyen nyomás vagy hőmérsékleti körülményeknek vannak kitéve. A periódusos rendszerben a VIIIA vagy 18 csoportot alkotják, nemesgázok csoportjának nevezik.

Forrás: Kémiai elemek Hi-Res képei által (http://images-of-elements.com/xenon.php), a Wikimedia Commons segítségével

A felső kép egy xenonnal töltött izzónak felel meg, amelyet elektromos áram gerjeszt. A nemesgázok mindegyike saját színeivel megvilágíthatja a villamosenergia-előfordulást.

Inert gázok megtalálhatók a légkörben, bár különböző arányban. Például az argon koncentrációja a levegőben 0,93%, míg a neon 0,0015%. Más inert gázok a Napból bocsátanak ki, és elérik a Földet, vagy sziklás alapjaikban képződnek, és radioaktív termékekként találhatók meg.

Inert gázjellemzők

Az inert gázok az atomsejtektől függően változnak. Mindazonáltal mindegyiknek van egy sor olyan tulajdonsága, amelyet atomjaik elektronikus szerkezete határoz meg.

Teljes Valencia rétegek

A periódusos rendszer bármelyik szakaszán balról jobbra haladva az elektronok elfoglalják az n elektronikus héj számára rendelkezésre álló keringési pontokat. Miután kitöltötték az s keringőket, majd ad (a negyedik periódustól), majd p p orbitálok következik.

A p blokkot az jellemzi, hogy nsnp elektronikus konfigurációval rendelkezik, és legfeljebb nyolc elektron keletkezik, amelyet valencia oktettnek hívnak, ns ² np ⁶. Azok a elemek, amelyek ezt a teljesen kitöltött réteget mutatják, a periódusos rendszer jobb szélén találhatók: a 18. csoport, a nemesgázok elemei.

Ezért minden inert gáz teljes valenciahéjú, ns ² np ⁶ konfigurációjú. Így az inert gázok n számának változtatásával kapjuk meg.

Az egyetlen kivétel ebből a karakterisztikából a hélium, amelynek n = 1, és ezért hiányzik ezen energiaszint p-arbitális értéke. Így a hélium elektronkonfigurációja 1s ^2, és nem rendelkezik egy vegyérték-oktettel, hanem két elektronmal.

London erői kölcsönhatásba lépnek egymással

A nemesgáz-atomok izolált gömbökként jeleníthetők meg, nagyon csekély a reakcióképesség. Azáltal, hogy valencia héjuk meg van töltve, nem kell elektronokat elfogadniuk kötések kialakításához, és homogén elektronikus eloszlásuk is van. Ezért nem képeznek kötéseket vagy egymás között (ellentétben az oxigéntel, O ₂, O = O).

Atomi atomként nem képesek kölcsönhatásba lépni egymással a dipól-dipól erőkön keresztül. Tehát az egyetlen erő, amely pillanatnyilag két közömbös gázatomot tarthat együtt, a londoni vagy a szétszórt erők.

Ennek oka az, hogy elektronuk, még akkor is, ha homogén elektronikus eloszlású gömbök, nagyon rövid pillanatú dipólusokból származhatnak; elég ahhoz, hogy a szomszédos inert gázatomot polarizálják. Így két B-atom vonzza egymást, és nagyon rövid ideig BB-párt képeznek (nem BB-kötést).

Nagyon alacsony olvadáspont és forráspont

Az atomjaikkal együtt tartó gyenge londoni erők eredményeként alig tudnak kölcsönhatásba lépni, és színtelen gázok formájában jelennek meg. Folyékony fázisba kondenzálódásukhoz nagyon alacsony hőmérsékleten van szükség, ezáltal kényszerítve atomjaikat „lelassulni”, és a BBB ··· kölcsönhatások hosszabb ideig tartanak.

Ez a nyomás növelésével is elérhető. Ezzel kényszeríti atomjait, hogy nagyobb sebességgel ütközzenek egymással, és arra készteti őket, hogy nagyon érdekes tulajdonságokkal rendelkező folyadékokká kondenzálódjanak.

Ha a nyomás nagyon magas (több tízszer magasabb a légköri nyomásnál), és a hőmérséklet nagyon alacsony, a nemesgázok akár a szilárd fázisba is átjuthatnak. Így inert gázok létezhetnek az anyag három fő fázisában (szilárd-folyékony-gáz). Az ehhez szükséges feltételek azonban fárasztó technológiát és módszereket igényelnek.

Ionizációs energiák

A nemesgázok nagyon magas ionizációs energiával rendelkeznek; a periódusos rendszer összes elemének legmagasabb értéke. Miért? Első tulajdonsága miatt: teljes valenciaréteg.

Azáltal, hogy a valencia oktét ns ² np ⁶, az elektron eltávolítása egy p pályáról és az ns ² np ⁵ elektronkonfigurációjú B ⁺ ionvá válása sok energiát igényel. Olyannyira, hogy az első ionizációs energia I ¹ ezekre gázok értéke meghaladja 1000 kJ / mol.

Erős kapcsolatok

Nem minden inert gáz tartozik a periódikus táblázat 18. csoportjába. Néhányuk egyszerűen elég erős és stabil kötéseket képez, amelyeket nem lehet könnyen lebontani. Két molekula vázolja az inert gáz típusát: a nitrogén, az N ₂ és a szén-dioxid, a CO ₂.

A nitrogént nagyon erős hármas kötés (N≡N) jellemzi, amely szélsőséges energia körülmények között nem bontható le; például azokat, amelyeket villám vált ki. Míg a CO ₂ kettős kötéssel rendelkezik, O = C = O, és az összes oxigénfelesleggel járó égési reakció eredménye.

Példák inert gázokra

Hélium

He betűkkel jelölve, ez a hidrogén után az univerzum legelterjedtebb eleme. Ez körülbelül egyötödét teszi ki a csillagok és a nap tömegét.

A Földön megtalálható az Egyesült Államokban és Kelet-Európában található földgáztartályokban.

Neon, argon, kripton, xenon, radon

A 18. csoportba tartozó többi nemesgáz Ne, Ar, Kr, Xe és Rn.

Ezek közül az argon a leggyakoribb a földkéregben (a levegőnk 0,93% -a argon), míg a radon messze a legkevésbé, az urán és torium radioaktív bomlásának terméke. Ezért számos terepen megtalálható ezekkel a radioaktív elemekkel, még akkor is, ha mélyen a föld alatt találhatók.

Mivel ezek az elemek semlegesek, nagyon hasznosak az oxigén és a víz kiszorítására a környezetből; annak garantálása érdekében, hogy nem beavatkoznak bizonyos reakciókba, amikor megváltoztatják a végtermékeket. Argon sok felhasználást talál erre a célra.

Fényforrásokként (neonfények, jármű lámpák, lámpák, lézerek stb.) Is használják őket.

Irodalom

1. Cynthia Shonberg. (2018). Inert gáz: meghatározás, típusok és példák. Helyreállítva: study.com
2. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. A 18. csoport elemeiben. (negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
3. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, 879-881.
4. Wikipedia. (2018). Inert gáz. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Brian L. Smith. (1962). Inert gázok: ideális atomok a kutatáshoz.. Forrás: calteches.library.caltech.edu
6. Patricia Shapley professzor. (2011). Nemesgázok. Illinoisi Egyetem. Helyreállítva: butane.chem.uiuc.edu
7. A Bodner-csoport. (Sf). A ritka gázok kémiája. Helyreállítva: chemed.chem.purdue.edu