Vlastnosti a príklady inertných plynov

inertné plyny, Tiež známe ako vzácne alebo vzácne plyny, sú to tie, ktoré nemajú výraznú reaktivitu. Slovo „inertné“ znamená, že atómy týchto plynov nie sú schopné tvoriť niekoľko uvažovaných zlúčenín a niektoré z nich, ako napríklad hélium, nereagujú vôbec..

Teda v priestore, ktorý zaberajú atómy inertných plynov, budú tieto reagovať s veľmi špecifickými atómami bez ohľadu na podmienky tlaku alebo teploty, ktorým sú vystavené. V periodickej tabuľke tvoria skupinu VIIIA alebo 18, nazývanú skupina vzácnych plynov.

Horný obrázok zodpovedá žiarovke naplnenej xenónom excitovaným elektrickým prúdom. Každý z ušľachtilých plynov je schopný svietiť vlastnými farbami prostredníctvom výskytu elektriny.

Inertné plyny sa nachádzajú v atmosfére, aj keď v rôznych pomeroch. Napríklad argón má koncentráciu 0,93% vzduchu, zatiaľ čo neón 0,0015%. Iné inertné plyny vychádzajú zo slnka a zasahujú do zeme, alebo sú tvorené vo svojich skalných základoch, nachádzajú sa ako rádioaktívne produkty..

index

• 1 Charakteristiky inertných plynov
  • 1.1 Vrstvy plnej valencie
  • 1.2 Interakcia cez sily Londýna
  • 1.3 Veľmi nízke teploty topenia a varu
  • 1.4 Ionizačné energie
  • 1.5 Silné odkazy
• 2 Príklady inertných plynov
  • 2.1 Hélium
  • 2.2 Neón, argón, kryptón, xenón, radón
• 3 Odkazy

Charakteristiky inertných plynov

Inertné plyny sa menia podľa svojich atómových puzdier. Všetky však predstavujú rad vlastností definovaných elektronickými štruktúrami ich atómov.

Kompletné valenčné vrstvy

Prechádzajúc akýmkoľvek obdobím periodickej tabuľky zľava doprava elektróny obsadzujú dostupné orbitály pre elektronickú vrstvu n. Akonáhle sa naplnili orbity, nasledoval d (od štvrtého obdobia) a potom orbity p.

Blok p je charakterizovaný tým, že má elektronickú konfiguráciu nsnp, čo vedie k maximálnemu počtu ôsmich elektrónov, nazývaných valenčný oktet, ns.²np⁶. Prvky, ktoré predstavujú túto úplne vyplnenú vrstvu, sú umiestnené na krajnej pravici periodickej tabuľky: prvky skupiny 18, prvky vzácnych plynov.

Preto všetky inertné plyny majú úplné valenčné vrstvy s ns konfiguráciou²np⁶. Tým sa mení počet n dostanete každý z inertných plynov.

Jedinou výnimkou z tejto funkcie je hélium, ktorého n= 1, a preto pre túto hladinu energie chýba p orbitály. Elektronická konfigurácia hélia je teda 1s² a nemá valenčný oktet, ale dva elektróny.

Interakcia cez sily Londýna

Atómy vzácnych plynov môžu byť vizualizované ako izolované guľôčky s veľmi malou tendenciou reagovať. Tým, že majú svoje valenčné vrstvy plné, nepotrebujú prijímať elektróny na vytvorenie väzieb a majú tiež homogénnu elektronickú distribúciu. Preto netvoria väzby ani medzi sebou (na rozdiel od kyslíka, OR.)₂, O = O).

Byť atómami, nemôže vzájomne pôsobiť dipólovo-dipólovými silami. Jediná sila, ktorá môže držať pohromade na chvíľu dva atómy inertných plynov, sú Londýnske sily alebo disperzia.

To je spôsobené tým, že aj keď sú sféry s homogénnou elektronickou distribúciou, ich elektróny môžu produkovať veľmi krátke okamžité dipóly; dostatočné na polarizáciu susedného atómu inertného plynu. Dva atómy B sa tak navzájom priťahujú a vo veľmi krátkom čase tvoria pár BB (nie B-B väzba)..

Veľmi nízke teploty topenia a varu

V dôsledku slabých síl v Londýne, ktoré držia ich atómy pohromade, sa môžu sotva vzájomne ovplyvňovať, aby sa ukázali ako bezfarebné plyny. Aby kondenzovali v kvapalnej fáze, vyžadujú veľmi nízke teploty, aby prinútili ich atómy „spomaliť“ a vydržať dlhšie interakcie BBB ···.

To sa dá dosiahnuť aj zvýšením tlaku. Pritom nútia svoje atómy, aby sa navzájom zrazili pri vyšších rýchlostiach a nútia ich kondenzovať do kvapalín s veľmi zaujímavými vlastnosťami..

Ak je tlak veľmi vysoký (desaťkrát vyšší ako atmosférický) a teplota je veľmi nízka, vzácne plyny môžu dokonca prejsť do tuhej fázy. Inertné plyny teda môžu existovať v troch hlavných fázach hmoty (tuhá látka-kvapalina-plyn). Potrebné podmienky pre túto technológiu dopytu a pracné metódy.

Ionizačné energie

Vzácne plyny majú veľmi vysoké ionizačné energie; najvyšší zo všetkých prvkov periodickej tabuľky. Prečo? Z dôvodu svojej prvej charakteristiky: plného valenčného obalu.

Tým, že majú valenčné oktety ns²np⁶, odstránenie elektrónu z orbitálu p, a stáva sa iónom B⁺ elektronické konfigurácie ns²np⁵, Vyžaduje to veľa energie. Toľko, že prvá ionizačná energia I¹ pre tieto plyny má hodnotu vyššiu ako 1000 kJ / mol.

Silné odkazy

Nie všetky inertné plyny patria do skupiny 18 periodickej tabuľky. Niektoré z nich jednoducho tvoria dlhopisy dostatočne silné a dostatočne stabilné, aby sa nemohli ľahko zlomiť. Tento typ inertných plynov tvoria dve molekuly: dusík, N₂, a oxid uhličitý, CO₂.

Dusík je charakterizovaný tým, že má veľmi silnú trojitú väzbu, NNN, ktorá sa nedá rozbiť bez extrémnych energetických podmienok; napríklad tie, ktoré sa uvoľňujú elektrickým lúčom. Kým CO₂ má dve dvojné väzby, O = C = O, a je produktom všetkých reakcií spaľovania s nadbytkom kyslíka.

Príklady inertných plynov

hélium

Označené písmenami On, to je najhojnejší prvok vo vesmíre po vodíku. Vytvorte asi pätinu hmotnosti hviezd a slnka.

Na Zemi sa nachádza v zásobníkoch zemného plynu, ktoré sa nachádzajú v Spojených štátoch a vo východnej Európe..

Neón, argón, kryptón, xenón, radón

Zvyšok vzácnych plynov skupiny 18 je Ne, Ar, Kr, Xe a Rn.

Zo všetkých z nich je argón najhojnejší v zemskej kôre (0,93% vzduchu, ktorý dýchame, je argón), zatiaľ čo radón je zďaleka najzávažnejším produktom rádioaktívneho rozkladu uránu a tória. Preto sa nachádza v niekoľkých terénoch s týmito rádioaktívnymi prvkami, aj keď sa nachádzajú vo veľkých hĺbkach pod zemou.

Pretože tieto prvky sú inertné, sú veľmi užitočné na vytlačenie kyslíka a vody z prostredia; takýmto spôsobom sa uistite, že nezasahujú do určitých reakcií, kde menia konečné výrobky. Na tento účel Argon veľmi využíva.

Používajú sa aj ako svetelné zdroje (neónové svetlá, svietidlá, lampy, lasery atď.).

referencie

1. Cynthia Shonberg (2018). Inertný plyn: Definícia, typy a príklady. Zdroj: study.com
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chémia. V prvkoch skupiny 18. (štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, str. 879-881.
4. Wikipedia. (2018). Inertný plyn. Zdroj: en.wikipedia.org
5. Brian L. Smith. (1962). Inertné plyny: ideálne atómy pre výskum. [PDF]. Prevzaté z: calteches.library.caltech.edu
6. Profesorka Patricia Shapleyová. (2011). Ušľachtilé plyny Univerzita v Illinois. Zdroj: butane.chem.uiuc.edu
7.  Skupina Bodner. (N. D.). Chémia vzácnych plynov. Zdroj: chemed.chem.purdue.edu