Ciri gas mulia, konfigurasi, reaksi, kegunaan

The Gas mulia Mereka adalah satu set elemen yang mengintegrasikan kumpulan 18 dari jadual berkala. Selama bertahun -tahun mereka juga dipanggil gas jarang atau tidak aktif, kedua -dua denominasi yang tidak tepat; Sebilangan daripada mereka sangat banyak di luar dan di planet bumi, dan mereka juga mampu, di bawah keadaan yang melampau, untuk bertindak balas.

Ketujuh elemennya mengintegrasikan mungkin kumpulan paling unik dalam jadual berkala, yang sifatnya dan sedikit reaktiviti menarik perhatian seperti logam mulia. Di antaranya memperbaiki elemen yang paling tidak aktif (neon), yang paling banyak di alam semesta (helium), dan yang paling berat dan paling tidak stabil (Ogan).

Kecerahan lima gas mulia di jalan raya atau lepuh kaca. Sumber: Workist baru-hp (bercakap) www.PSE-Mendelejew.daripada); Imej tunggal asal: Jurii, http: // images-of-elements.com. [CC oleh 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/oleh/3.0)]

Gas mulia adalah bahan yang paling sejuk dari alam; Suhu yang sangat rendah melawan sebelum memeluwap. Malah lebih sukar adalah pembekuannya, kerana daya intermolecularnya berdasarkan penyebaran London, dan kebolehkerjaan atom mereka, sangat lemah seolah -olah hampir tidak memelihara mereka dalam kristal.

Oleh kerana kereaktifan yang rendah, mereka adalah gas yang agak selamat untuk disimpan dan tidak mewakili terlalu banyak risiko. Walau bagaimanapun, mereka boleh berpindah ke oksigen dari paru -paru dan menyebabkan lemas jika mereka disedut melebihi. Sebaliknya, dua anggotanya sangat unsur radioaktif dan, oleh itu, fana untuk kesihatan.

Kereaktifan rendah gas mulia juga digunakan untuk memberikan reaksi suasana lengai; supaya tidak ada reagen atau produk yang menjalankan risiko pengoksidaan dan mempengaruhi prestasi sintesis. Ini juga memihak kepada proses kimpalan arka elektrik.

Sebaliknya, di negeri -negeri cecair mereka adalah penyejuk kriogenik yang sangat baik yang menjamin suhu terendah, sangat diperlukan untuk berfungsi dengan betul peralatan yang sangat tenaga, atau untuk beberapa bahan untuk mencapai keadaan superkonduktiviti.

[TOC]

Ciri -ciri gas mulia

Ke kanan (diserlahkan dalam oren), adalah kumpulan gas mulia. Dari atas ke bawah: Helium (HE), Neon (NE), Argon (AR), Crypton (KR), Xenon (XE) dan Radon (RN).

Mungkin gas mulia adalah unsur -unsur yang berkongsi kualiti yang lebih biasa, baik fizikal dan kimia. Ciri -ciri utamanya ialah:

- Mereka semua tidak berwarna, tandas dan tidak enak; Tetapi apabila mereka terkunci di ampul pada tekanan rendah, dan menerima kejutan elektrik, lampu berwarna -warni diionkan dan dipecat (imej atas).

- Setiap gas mulia mempunyai cahaya dan spektrum sendiri.

- Mereka adalah spesies monoatomik, satu -satunya dalam jadual berkala yang mungkin wujud di negara -negara fizikal masing -masing tanpa penyertaan hubungan kimia (kerana logam yang diikat dengan ikatan logam). Oleh itu, mereka sempurna untuk mengkaji sifat -sifat gas, kerana mereka menyesuaikan diri dengan model sfera gas yang ideal.

- Mereka biasanya unsur -unsur dengan titik lebur dan mendidih terendah; Begitu banyak, helium itu tidak dapat mengkristal dalam sifar mutlak tanpa peningkatan tekanan.

- Dari semua elemen adalah yang paling kurang reaktif, bahkan kurang daripada logam mulia.

- Tenaga pengionannya adalah yang tertinggi, serta elektronegativiti mereka, dengan mengandaikan bahawa mereka membentuk ikatan kovalen semata -mata.

- Radio atomnya juga terkecil kerana berada di hak setiap tempoh.

Gas 7 mulia

Tujuh gas mulia adalah, dari atas ke bawah turun oleh kumpulan 18 jadual berkala:

-Helio, dia

-Neon, ne

-Argon, Ar

-Kripton, Kr

-Xenón, Xe

-Radón, Rn

-OGANESON, OG

Boleh melayani anda: Phenolphthalein (C20H14O4)

Kepada mereka semua, kecuali Oganeseon yang tidak stabil dan buatan, sifat fizikal dan kimia mereka telah dikaji. Dipercayai bahawa oganesen, kerana jisim atomnya yang hebat, bukanlah gas, tetapi cecair mulia atau pepejal. Sedikit diketahui tentang radon, kerana radioaktiviti, berhubung dengan helium atau argon.

Konfigurasi Elektronik

Telah dikatakan bahawa gas mulia mempunyai lapisan valensi mereka sepenuhnya. Ini adalah bagaimana konfigurasi elektroniknya digunakan untuk memudahkan unsur -unsur lain dengan menggunakan simbol mereka yang terkunci dalam kurungan persegi ([He], [ne], [ar], dan lain -lain.). Konfigurasi elektroniknya adalah:

-Helio: 1s², [Dia] (2 elektron)

-Neon: 1s²2s²2 p⁶, [NE] (10 elektron)

-Argon: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶, [AR] (18 elektron)

-Kripton: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶, [Kr] (36 elektron)

-Xenon: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5 p⁶, [Xe] (54 elektron)

-Radon: 1s²2s²2 p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5 p⁶5 d¹⁰6s²6p⁶, [RN] (86 elektron)

Yang penting adalah untuk tidak mengingati mereka, tetapi untuk terperinci bahawa mereka berakhir di NS²Np⁶: Octeto de Valencia. Ia juga dihargai bahawa atom mereka mempunyai banyak elektron, yang berikutan daya nuklear yang berkesan dalam jumlah yang lebih rendah berbanding dengan unsur -unsur lain; iaitu, radio atom mereka lebih kecil.

Oleh itu, radio atom padat secara elektronik mempamerkan ciri kimia yang semua gas mulia berkongsi: mereka sukar untuk polarisasi.

Polarizability

Gas mulia boleh dibayangkan sebagai sfera awan elektronik. Walaupun ia turun melalui kumpulan 18, radio -radionya meningkat, dan dengan cara yang sama jarak yang memisahkan nukleus dari elektron Valencia (yang NS²Np⁶).

Elektron ini merasakan daya tarikan yang lebih rendah oleh nukleus, boleh dipindahkan dengan kebebasan yang lebih besar; Lingkaran ditangguhkan lebih mudah semakin banyak mereka. Hasil daripada pergerakan sedemikian, kawasan kepadatan elektronik rendah dan tinggi muncul: tiang δ+ dan δ-.

Apabila atom gas mulia dipolarisasi, ia menjadi dipole segera yang mampu mendorong yang lain kepada atom jiran; iaitu, kita menghadapi pasukan penyebaran London.

Itulah sebabnya daya intermolecular meningkat dari helium ke radon, mencerminkan mata mendidih mereka yang semakin meningkat; Dan bukan hanya itu, tetapi juga reaktiviti mereka meningkat.

Dengan polarisasi lebih banyak atom, terdapat kemungkinan yang lebih besar bahawa elektron valensi mereka mengambil bahagian dalam tindak balas kimia, selepas itu sebatian gas mulia dihasilkan.

Reaksi

Helium dan neon

Antara gas mulia sekurang -kurangnya reagen adalah helium dan neon. Malah, neon adalah elemen yang paling tidak aktif, walaupun elektronegativiti (membentuk ikatan kovalen) melampaui fluorin.

Tiada sebatiannya tidak diketahui dalam keadaan terestrial; Walau bagaimanapun, dalam kosmos kewujudan ion molekul heh⁺. Juga, apabila teruja secara elektronik, mereka dapat berinteraksi dengan atom gas dan membentuk molekul neutral yang dinamakan yang dipanggil exciteers; seperti Hene, CSNE dan NE₂.

Sebaliknya, walaupun sebatian tidak dipertimbangkan dalam erti kata rasmi, atom -atom He dan Ne boleh membawa kepada molekul dinding van der; iaitu, sebatian yang kekal "bersatu" hanya dengan pasukan penyebaran. Contohnya: AG₃Dia, Hao, Hei₂, Cf₄Ne, ne₃Cl₂ dan Nebeco₃.

Begitu juga, molekul dinding van der seperti ini boleh wujud terima kasih kepada interaksi lemah ion-dipolo yang diinduksi; Contohnya: na⁺Dia₈, Rb⁺Dia, cu⁺Ne₃ dan cu⁺Ne₁₂. Perhatikan bahawa mungkin bagi molekul ini menjadi aglomerat atom: kelompok.

Boleh melayani anda: asid borik: struktur kimia, sifat, penyediaan, kegunaan

Dan akhirnya, atom -atom He dan Ne boleh "terperangkap" atau diselingi dalam kompleks endoedikal fullerenos atau saluran CLA, tanpa bertindak balas; Contohnya: [E -mel melindungi]₆₀, (N₂)₆Ne₇, I (h₂Sama ada)₆ dan ne • NH₄Iman (HCOO)₃.

Argon dan Kripton

Gas Argon dan Kripton Noble kerana mereka lebih polarizable, cenderung untuk membentangkan lebih banyak "sebatian" daripada helium dan neon. Walau bagaimanapun, sebahagian daripadanya lebih stabil dan dicirikan, kerana mereka mempunyai masa hidup yang lebih lama. Antara mereka adalah harf, dan arh ion molekul⁺, hadir di nebula dengan tindakan sinar kosmik.

Dari Kripton memulakan kemungkinan mendapatkan sebatian dalam keadaan yang melampau, tetapi mampan. Gas ini bertindak balas dengan fluorida mengikut persamaan kimia berikut:

KR + F₂ → Krf₂

Perhatikan bahawa Kripton memperoleh nombor pengoksidaan +2 (KR²⁺) Terima kasih kepada Fluoride. KRF₂ Malah, ia boleh disintesis dalam jumlah yang boleh diperdagangkan sebagai ejen pengoksidaan dan fluorant.

Argon dan Kripton dapat menubuhkan himpunan clatrats yang luas, kompleks endo -metal.

Xenon dan Radon

Xenon adalah, antara gas mulia, raja kereaktifan. Bentuk sebatian yang benar -benar stabil, pedagang dan dicirikan. Malah, kereaktifannya menyerupai oksigen dalam keadaan yang sesuai.

Sebatian sintesis pertamanya ialah "Xeptf₆", Pada tahun 1962 oleh Neil Bartlett. Garam ini sebenarnya, menurut bibliografi, terdiri daripada campuran kompleks garam xenon dan platinum yang lain.

Walau bagaimanapun, ini lebih daripada cukup untuk menunjukkan pertalian antara xenon dan fluorida. Antara sebatian ini kita ada: xef₂, Xef₄, Xef₆ dan [xef]⁺[Ptf₅]^-. Apabila XEF₆ Ia larut dalam air, menjana oksida:

Xef₆ + 3 jam₂O → xeo₃ + 6 hf

Xeo ini₃ boleh menyebabkan spesies yang dikenali sebagai xenatos (hxeo₄^-) atau asid xénic (h₂Xeo₄). Xenatos tidak seimbang dengan perxenatos (Xeo₆^4-); Dan jika medium kemudian diasaskan, dalam asid perxénic (h₄Xeo₆), yang dehidrasi ke xenon tetroksida (xeo₄):

H₄Xeo₆ → 2 h₂O + xeo₄

Radon harus menjadi reaktif gas mulia; Tetapi ia begitu radioaktif, sehingga hampir tidak mempunyai masa untuk bertindak balas sebelum hancur. Satu -satunya sebatian yang disintesis sepenuhnya ialah fluorida (RNF₂) dan oksida (RNO₃).

Pengeluaran

Pencairan udara

Gas mulia menjadi lebih banyak di alam semesta ketika kita turun oleh kumpulan 18. Di atmosfera, bagaimanapun, helium adalah terhad, kerana medan graviti bumi tidak dapat mengekalkannya tidak seperti gas lain. Itulah sebabnya ia tidak dikesan di udara tetapi di bawah sinar matahari.

Sebaliknya, di udara terdapat jumlah argon yang ketara, dari Radioisotope Radioactive Decay ⁴⁰K. Udara adalah sumber semula jadi argon, neon, krpton dan xenon yang paling penting di planet ini.

Untuk menghasilkannya, udara mesti tertakluk kepada pencairan untuk mengekang dalam cecair. Kemudian, cecair ini dibuat penyulingan fraksinasi, dengan itu memisahkan setiap komponen campurannya (n₂, Sama ada₂, Co₂, Ar, dll.).

Bergantung pada seberapa rendah suhu dan kelimpahan gas, kenaikan harganya, terletak xenon sebagai yang paling mahal, sementara helium sebagai yang paling murah.

Penyulingan gas asli dan mineral radioaktif

Sementara itu, helium itu diperolehi dari penyulingan pecahan lain; Tetapi bukan dari udara, tetapi gas asli, diperkaya oleh helium terima kasih kepada pembebasan zarah alfa dari mineral radioaktif torio dan uranium.

Boleh melayani anda: etanamide: struktur, sifat, kegunaan, kesan

Begitu juga, radon "dilahirkan" dari kerosakan radioaktif radius di mineral masing -masing; Tetapi disebabkan oleh kelimpahannya yang lebih rendah, dan pada masa yang singkat separuh kehidupan atom RN, kelimpahannya tidak masuk akal berbanding dengan rakan -rakan mereka (gas mulia yang lain).

Dan akhirnya, Oganeseon adalah "gas" buatan, ultra -ram dan sangat mulia, yang hanya boleh wujud secara ringkas di bawah keadaan terkawal di dalam makmal.

Bahaya

Risiko utama gas mulia adalah bahawa mereka mengehadkan penggunaan oksigen oleh manusia, terutama ketika atmosfera dengan kepekatan yang tinggi terjadi. Itulah sebabnya tidak disyorkan untuk menghirupnya secara berlebihan.

Di Amerika Syarikat, kepekatan radon yang tinggi telah dikesan di tanah uranium, yang disebabkan oleh ciri -ciri radioaktifnya boleh menjadi risiko kesihatan.

Aplikasi

Industri

Helium dan Argon digunakan untuk mewujudkan suasana lengai yang berfungsi sebagai perlindungan semasa kimpalan dan pemotongan. Di samping itu, ia digunakan dalam pembuatan semikonduktor silikon. Helium digunakan sebagai gas pemadat di termometer.

Argon, dalam kombinasi dengan nitrogen, digunakan dalam penjelasan lampu pijar. Kripton dicampur dengan halogen, seperti bromin dan yodium, digunakan dalam lampu pelepasan. Neon digunakan dalam amaran cahaya, dicampur dengan perlawanan dan gas lain untuk menjelaskan warna merahnya.

Xenon digunakan dalam lampu arka yang memancarkan cahaya yang menyerupai siang hari, yang digunakan di lampu kereta dan projektor. Gas mulia bercampur dengan halogen untuk menghasilkan ARF, KRF atau XECL, yang digunakan dalam pengeluaran Excite.

Jenis laser ini menghasilkan cahaya ultraviolet gelombang pendek yang menghasilkan imej ketepatan yang tinggi dan digunakan dalam pembuatan litar bersepadu. Helium dan neon digunakan sebagai gas penyejuk kriogenik.

Belon dan tangki pernafasan

Helium digunakan sebagai pengganti nitrogen dalam campuran gas pernafasan, kerana kelarutan badannya yang rendah. Ini mengelakkan pembentukan gelembung semasa fasa penyahmampatan semasa pendakian, selain menghapuskan nitrogen oleh nitrogen.

Helium telah menggantikan hidrogen sebagai gas yang membolehkan ketinggian kapal udara dan belon aerostatik, kerana ia adalah gas yang ringan dan tidak mudah.

Ubat

Helium digunakan dalam pembuatan magnet superkonduktor yang digunakan dalam peralatan resonans magnetik nuklear: alat aplikasi ubat berganda.

Kripton digunakan dalam lampu halogen yang digunakan dalam pembedahan laser dan angioplasti. Helium digunakan untuk memudahkan pernafasan pada pesakit asma.

Xenon digunakan sebagai anestetik kerana kelarutan lipid yang tinggi, dan difikirkan bahawa ia adalah anestetik masa depan. Xenon juga digunakan dalam imej perubatan paru -paru.

Radon, gas mulia radioaktif, digunakan dalam radioterapi beberapa jenis barah.

Yang lain

Argon digunakan dalam sintesis sebatian yang menggantikan nitrogen sebagai suasana lengai. Helium digunakan sebagai gas pembawa dalam kromatografi gas, serta di kaunter Geiger untuk mengukur radiasi.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi Keempat). MC Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (8th ed.). Pembelajaran Cengage.
3. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (6 Jun, 2019). Gas mulia, penggunaan dan sumber. Pulih dari: Thoughtco.com
4. Wikipedia. (2019). Gas mulia. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
5. Philip Ball. (18 Januari 2012). Kimia Mustahil: Memaksa Gas Mulia berfungsi. Pulih dari: ahli berita.com
6. Profesor Patricia Shaley. (2011). Gas kimia mulia. Pulih dari: butana.Chem.Uiuc.Edu
7. Gary J. Schrobilgen. (28 Februari 2019). Gas mulia. Encyclopædia Britannica. Pulih dari: Britannica.com