Vlastnosti a příklady inertních plynů



inertních plynů, Také známé jako vzácné nebo vzácné plyny, to jsou ty, které nemají znatelnou reaktivitu. Slovo „inertní“ znamená, že atomy těchto plynů nejsou schopny tvořit řadu uvažovaných sloučenin a některé z nich, jako například helium, nereagují vůbec..

Tak, v prostoru zabíraném atomy inertních plynů, tito budou reagovat s velmi specifickými atomy, bez ohledu na podmínky tlaku nebo teplotu ke kterému oni jsou vystaveni. V periodické tabulce skládají skupinu VIIIA nebo 18, tzv. Skupinu vzácných plynů.

Horní obraz odpovídá žárovce naplněné xenonem excitovaným elektrickým proudem. Každý z ušlechtilých plynů je schopen svítit vlastními barvami prostřednictvím výskytu elektřiny.

Inertní plyny lze nalézt v atmosféře, i když v různých poměrech. Například argon má koncentraci 0,93% vzduchu, zatímco neon 0,0015%. Jiné inertní plyny vycházejí ze slunce a dostávají se na zem, nebo jsou generovány ve skalních základech, které se nacházejí jako radioaktivní produkty..

Index

  • 1 Charakteristiky inertních plynů
    • 1.1 Vrstvy plné valence
    • 1.2 Interakce prostřednictvím sil Londýna
    • 1.3 Velmi nízké teploty tání a varu
    • 1.4 Ionizační energie
    • 1.5 Silné vazby
  • 2 Příklady inertních plynů
    • 2.1 Hélium
    • 2.2 Neon, argon, krypton, xenon, radon
  • 3 Odkazy

Charakteristiky inertních plynů

Inertní plyny se mění podle jejich atomových křovin. Všechny však představují řadu charakteristik definovaných elektronickými strukturami jejich atomů.

Kompletní valenční vrstvy

Procházením libovolným obdobím periodické tabulky zleva doprava elektrony zabírají dostupné orbitály pro elektronickou vrstvu n. Po naplnění orbitálů, následovaných d (ze čtvrté periody) a poté orbitály p.

Blok p je charakterizován tím, že má elektronickou konfiguraci nsnp, což vede k maximálnímu počtu osmi elektronů, zvaných valenční oktet, ns.2np6. Prvky, které představují tuto zcela vyplněnou vrstvu, jsou umístěny v krajní pravici periodické tabulky: prvky skupiny 18, ušlechtilých plynů.

Proto všechny inertní plyny mají úplné valenční vrstvy s ns konfigurací2np6. Tím se mění počet n dostanete každý z inertních plynů.

Jedinou výjimkou z této funkce je helium, jehož n= 1, a proto pro tuto energetickou hladinu chybí p orbitály. Elektronická konfigurace hélia je tedy 1s2 a nemá valenční oktet, ale dva elektrony.

Interakce prostřednictvím sil Londýna

Atomy vzácných plynů mohou být vizualizovány jako izolované koule s velmi malou tendencí reagovat. Tím, že mají své valenční vrstvy plné, nepotřebují přijímat elektrony, aby vytvořily vazby, a mají také homogenní elektronickou distribuci. Proto netvoří vazby ani mezi sebou (na rozdíl od kyslíku, OR.)2, O = O).

Být atomy, oni nemohou komunikovat spolu navzájem dipole-dipole síly. Jediná síla, která může pohromadě držet pohromadě dva atomy inertních plynů, jsou Londýnské síly nebo disperze.

Toto je kvůli skutečnosti, že, ačkoli oni jsou koule s homogenní elektronickou distribucí, jejich elektrony mohou produkovat velmi krátké okamžité dipóly; dostatečně polarizovat sousední atom inertního plynu. Dva atomy B se tak navzájem přitahují a po velmi krátkou dobu tvoří pár BB (nikoli vazba B-B)..

Velmi nízké teploty tání a varu

Jako výsledek slabých sil Londýna, které drží jejich atomy spolu, oni mohou stěží ovlivňovat se ukázat jako bezbarvé plyny. Aby kondenzovaly v kapalné fázi, vyžadují velmi nízké teploty, aby donutily své atomy, aby „zpomalily“ a vydržely delší interakce BBB ···.

Toho lze dosáhnout také zvýšením tlaku. Tímto způsobem nutí své atomy, aby se navzájem srazily při vyšších rychlostech a nutily je kondenzovat do kapalin s velmi zajímavými vlastnostmi..

Pokud je tlak velmi vysoký (desítkykrát vyšší než atmosférický) a teplota je velmi nízká, mohou vzácné plyny dokonce přecházet do pevné fáze. Inertní plyny tedy mohou existovat ve třech hlavních fázích hmoty (tuhá látka-kapalina-plyn). Nicméně, nezbytné podmínky pro tuto poptávku technologie a pracné metody.

Ionizační energie

Vzácné plyny mají velmi vysoké ionizační energie; nejvyšší ze všech prvků periodické tabulky. Proč? Z důvodu své první charakteristiky: plné valenční skořápky.

Tím, že má valence oktet ns2np6, odstranění elektronu z orbitálu p, a stává se iontem B+ elektronické konfigurace ns2np5, Vyžaduje to hodně energie. Tolik, že první ionizační energie I1 pro tyto plyny má hodnotu vyšší než 1000 kJ / mol.

Silné odkazy

Ne všechny inertní plyny patří do skupiny 18 periodické tabulky. Některé z nich jednoduše tvoří vazby dostatečně silné a stabilní, aby se nemohly snadno zlomit. Tento typ inertních plynů tvoří dva molekuly: dusík, N2, a oxid uhličitý, CO2.

Dusík je charakterizován tím, že má velmi silnou trojnou vazbu, N≡N, která nemůže být zlomena bez extrémních energetických podmínek; například ty, které vypouští elektrický paprsek. Zatímco CO2 má dvě dvojné vazby, O = C = O, a je produktem všech reakcí spalování s přebytkem kyslíku.

Příklady inertních plynů

Helio

Označeno písmeny On, to je nejhojnější prvek ve vesmíru po vodíku. Tvoří asi pětinu hmotnosti hvězd a slunce.

Na Zemi se nachází v zásobnících zemního plynu ve Spojených státech a ve východní Evropě..

Neon, argon, krypton, xenon, radon

Zbytek vzácných plynů ze skupiny 18 je Ne, Ar, Kr, Xe a Rn.

Ze všech je argon nejhojnější v zemské kůře (0,93% vzduchu, který dýcháme, je argon), zatímco radon je zdaleka nejvzácnějším produktem radioaktivního rozpadu uranu a thoria. Proto se nachází v několika terénech s těmito radioaktivními prvky, i když se nacházejí ve velkých hloubkách v podzemí.

Protože tyto prvky jsou inertní, jsou velmi užitečné pro vytlačení kyslíku a vody z okolního prostředí; Tímto způsobem zajistěte, aby nezasahovaly do určitých reakcí, kde mění konečné produkty. Argon k tomuto účelu hodně využívá.

Používají se také jako zdroje světla (neonová světla, svítilny, lampy, lasery atd.).

Odkazy

  1. Cynthia Shonbergová (2018). Inertní plyn: Definice, typy a příklady. Zdroj: study.com
  2. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chemie. V prvcích skupiny 18. (čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
  3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie (8. vydání). CENGAGE Learning, str. 879-881.
  4. Wikipedia. (2018). Inertní plyn. Zdroj: en.wikipedia.org
  5. Brian L. Smith. (1962). Inertní plyny: Ideální atomy pro výzkum. [PDF] Převzato z: calteches.library.caltech.edu
  6. Profesorka Patricia Shapleyová. (2011). Vznešené plyny Univerzita Illinois. Zdroj: butane.chem.uiuc.edu
  7.  Skupina Bodner. (s.f.). Chemie vzácných plynů. Zdroj: chemed.chem.purdue.edu