Właściwości, zastosowania i źródła gazów szlachetnych
Grupa Elementów Gazu Szlachetnego
Gazy szlachetne są używane w lampach i laserach, takich jak ten laser kryptonowy. Służą również do tworzenia atmosfer obojętnych. Charles O'Rear / Getty Images
Prawa kolumna układu okresowego zawiera siedem pierwiastków znanych jako obojętny lub Gazy szlachetne . Poznaj właściwości grupy pierwiastków gazu szlachetnego.
Kluczowe wnioski: właściwości gazu szlachetnego
- Gazy szlachetne należą do grupy 18 układu okresowego pierwiastków, czyli kolumny pierwiastków po prawej stronie tabeli.
- Istnieje siedem elementów gazu szlachetnego: hel, neon, argon, krypton, ksenon, radon i oganesson.
- Gazy szlachetne to najmniej reaktywne pierwiastki chemiczne. Są prawie obojętne, ponieważ atomy mają pełną powłokę elektronów walencyjnych, z niewielką tendencją do przyjmowania lub oddawania elektronów w celu utworzenia wiązań chemicznych.
Lokalizacja i wykaz gazów szlachetnych w układzie okresowym
Gazy szlachetne, znane również jako gazy obojętne lub gazy szlachetne, znajdują się w grupie VIII lub grupie 18 Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC). Tabela okresowa . To jest kolumna pierwiastków po prawej stronie układu okresowego. Ta grupa jest podzbiorem niemetali. Łącznie pierwiastki te nazywane są również grupą helową lub grupą neonową. The Gazy szlachetne są:
Z wyjątkiem oganessonu wszystkie te pierwiastki są gazami o zwykłej temperaturze i ciśnieniu. Nie wyprodukowano wystarczającej liczby atomów z oganessonu, aby na pewno poznać jego fazę, ale większość naukowców przewiduje, że będzie to ciecz lub ciało stałe.
Zarówno radon, jak i oganesson składają się wyłącznie z izotopów promieniotwórczych.
Właściwości gazu szlachetnego
Gazy szlachetne są stosunkowo niereaktywne. W rzeczywistości są to najmniej reaktywne pierwiastki w układzie okresowym. To dlatego, że mają pełną powłoka walencyjna . Mają niewielką tendencję do zdobywania lub utraty elektronów. W 1898 r. Hugo Erdmann ukuł frazę „gaz szlachetny” „odzwierciedlające niską reaktywność tych pierwiastków, w podobny sposób jak” metale szlachetne są mniej reaktywne niż inne metale. Gazy szlachetne mają wysokie energie jonizacji i znikome elektroujemności. Gazy szlachetne mają niskie temperatury wrzenia i wszystkie są gazami w temperaturze pokojowej.
Podsumowanie wspólnych właściwości
- Dość niereaktywny
- Kompletna zewnętrzna powłoka elektronowa lub walencyjna (liczba utlenienia = 0)
- Wysokie energie jonizacji
- Bardzo niskie elektroujemności
- Niskie temperatury wrzenia (wszystkie gazy jednoatomowe w temperaturze pokojowej)
- Brak koloru, zapachu lub smaku w normalnych warunkach (ale może tworzyć barwne ciecze i ciała stałe)
- Nie palne
- Pod niskim ciśnieniem będą przewodzić prąd i fluorescencję
Zastosowania gazów szlachetnych
Gazy szlachetne są używane do tworzenia atmosfer obojętnych, zwykle do spawania łukowego, do ochrony próbek i do powstrzymywania reakcji chemicznych. Elementy te są stosowane w lampach, takich jak neony i reflektory kryptonowe oraz w laserach. Hel jest używany w balonach, do butli z powietrzem do nurkowania w głębinach morskich oraz do chłodzenia magnesów nadprzewodzących.
Błędne wyobrażenia na temat gazów szlachetnych
Chociaż gazy szlachetne nazwano gazami rzadkimi, nie są one szczególnie rzadkie na Ziemi lub we wszechświecie. Faktycznie, argon jest 3 lub 4 najbardziej obfity gaz w atmosferze (1,3 procent masy lub 0,94 procent objętości), podczas gdy neon, krypton, hel i ksenon są godnymi uwagi pierwiastkami śladowymi.
Przez długi czas wiele osób uważało, że gazy szlachetne są całkowicie niereagujące i niezdolne do tworzenia związków chemicznych. Chociaż pierwiastki te nie tworzą łatwo związków, znaleziono przykłady cząsteczek zawierających ksenon, krypton i radon. Pod wysokim ciśnieniem nawet hel, neon i argon biorą udział w reakcjach chemicznych.
Źródła gazów szlachetnych
Neon, argon, krypton i ksenon znajdują się w powietrzu i są otrzymywane przez jego upłynnienie i przeprowadzenie destylacji frakcyjnej. Głównym źródłem helu jest kriogeniczna separacja gazu ziemnego. Radon, radioaktywny gaz szlachetny, powstaje w wyniku radioaktywnego rozpadu cięższych pierwiastków, w tym radu, toru i uranu. Pierwiastek 118 to wytworzony przez człowieka pierwiastek radioaktywny, wytwarzany przez uderzenie w cel przyspieszonymi cząstkami. W przyszłości można znaleźć pozaziemskie źródła gazów szlachetnych. W szczególności hel występuje w większej ilości na większych planetach niż na Ziemi.
Źródła
- Greenwood, NN; Earnshaw, A. (1997). Chemia pierwiastków (wyd. 2). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- Lehmann, J (2002). „Chemia Kryptonu”. Recenzje chemii koordynacyjnej . 233–234: 1–39. doi: 10.1016/S0010-8545(02)00202-3
- Ozima, Minoru; Podosek, Frank A. (2002). Geochemia gazu szlachetnego . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. ISBN 0-521-80366-7.
- Partington, JR (1957). „Odkrycie Radonu”. Natura. 179 (4566): 912. doi:10.1038/179912a0
- Renouf, Edward (1901). 'Gazy szlachetne'. Nauki ścisłe . 13 (320): 268–270.