תכונות גזים אינרטיים ודוגמאות

ה גזים אינרטיים, ידוע גם בשם גזים נדירים או אצילים, הם אלה שאין להם תגובתיות ניכרת. המילה "אינרטי" פירושה כי האטומים של גזים אלה אינם מסוגלים להרכיב מספר תרכובות נחשב, וחלקם, כמו הליום, לא מגיבים בכלל.

לפיכך, בחלל שנכבש על ידי אטומים של גזים אינרטיים, אלה יגיבו עם אטומים ספציפיים מאוד, ללא קשר לתנאי הלחץ או הטמפרטורה שאליה הם נתונים. בטבלה המחזורית הם מחברים את הקבוצה השביעית או ה -18, הנקראת קבוצה של גזים אצילים.

התמונה העליונה מתאימה נורה מלא קסנון נרגש על ידי זרם חשמלי. כל אחד מן הגזים אצילי הוא מסוגל לזרוח עם הצבעים שלה באמצעות שכיחות של חשמל.

גזים אינרטיים ניתן למצוא באטמוספרה, אם כי בממדים שונים. ארגון, למשל, יש ריכוז של 0.93% של האוויר, בעוד הניאון של 0.0015%. גזים אינרטיים אחרים נובעים מהשמש ומגיעים לאדמה, או נוצרים ביסודות הסלעיים שלה, ונמצאים כמוצרים רדיואקטיביים.

אינדקס

• 1 מאפייני גזים אינרטיים
  • 1.1 שכבות ערכיות מלאה
  • 1.2 אינטראקציה באמצעות כוחות לונדון
  • 1.3 נפיחות נמוכה ונקודות רתיחה
  • 1.4 אנרגיות יינון
  • 1.5 קישורים חזקים
• 2 דוגמאות של גזים אינרטיים
  • 2.1 הליום
  • 2.2 ניאון, ארגון, קריפטון, קסנון, ראדון
• 3 הפניות

מאפייני גזים אינרטיים

גזים אינרטי להשתנות בהתאם לשיחים האטומיים שלהם. עם זאת, כל הנוכחים סדרה של מאפיינים שהוגדרו על ידי מבנים אלקטרוניים של האטומים שלהם.

שכבות ערכיות מלאה

עובר כל תקופה של הטבלה המחזורית משמאל לימין, האלקטרונים הם כובשים את האורביטלים הזמינים עבור שכבה אלקטרונית n. לאחר מילוי אורביטלים s, ואחריו D (מהתקופה הרביעית) ולאחר מכן את אורביטלים עמ '.

בלוק p מאופיינת על ידי תצורת nsnp אלקטרוני, המביא למספר מרבי של שמונה אלקטרונים, המכונה octet הערכיות, ns²np⁶. האלמנטים שמציגים את השכבה המלאה במלואה ממוקמים בקצה הימני של הטבלה המחזורית: אלמנטים של קבוצה 18, של גזים אצילים.

לכן, כל גזים אינרטי יש שכבות ערכיות מלאה עם תצורה ns²np⁶. לפיכך, משתנה מספר n אתה מקבל כל אחד גזים אינרטי.

היוצא מן הכלל היחיד לתכונה זו הוא הליום, אשר n= 1 ולכן חסר אורביטלים p עבור אותה רמת אנרגיה. לפיכך, תצורה אלקטרונית של הליום הוא 1s² ואין לו אוקטט ערכיות, אלא שני אלקטרונים.

אינטראקציה באמצעות כוחות לונדון

האטומים של הגזים האציליים יכולים להיות מדומים ככדורים בודדים עם נטייה קטנה מאוד להגיב. על ידי שכבת הערכים שלהם מלא, הם לא צריכים לקבל אלקטרונים כדי ליצור אג"ח, ויש להם גם הפצה אלקטרונית הומוגנית. לכן, הם אינם יוצרים קשרים או בינם לבין עצמם (בניגוד לחמצן, OR₂, O = O).

בהיותם אטומים, הם לא יכולים לתקשר זה עם זה על ידי כוחות דיפול דיפול. אז הכוח היחיד שיכול להחזיק יחד לרגע שני אטומים של גזים אינרטיים הם כוחות של לונדון או פיזור.

זאת בשל העובדה כי, למרות שהם תחומים עם הפצה אלקטרונית הומוגנית, האלקטרונים שלהם יכול לייצר דיפולות מיידיות קצר מאוד; מספיק כדי לקטב את האטום השכנה של גז אינרטי. לכן, שני אטומי B למשוך אחד את השני במשך זמן קצר מאוד טופס זוג BB (לא קשר B-B).

נמוך מאוד התכה ונקודות רתיחה

כתוצאה מהכוחות החלשים של לונדון המחזיקים את האטומים שלהם, הם בקושי מתקשרים כדי להופיע כגזים חסרי צבע. כדי לדחוס בשלב נוזלי, הם דורשים טמפרטורות נמוכות מאוד, על מנת לכפות האטומים שלהם "להאט" ולמשך עוד אינטראקציות BBB ···.

זה יכול להיות מושגת גם על ידי הגדלת הלחץ. בעשותם זאת, הם מאלצים את האטומים שלהם להתנגש במהירויות גבוהות יותר זה עם זה, ומכריחים אותם להתעבות בנוזלים עם מאפיינים מעניינים מאוד.

אם הלחץ הוא גבוה מאוד (עשרות פעמים גבוה יותר מאשר באטמוספירה), ואת הטמפרטורה היא נמוכה מאוד, גזים אצילי יכול אפילו לעבור לשלב מוצק. לפיכך, גזים אינרטי יכול להתקיים בשלושת השלבים העיקריים של החומר (מוצק נוזלי גז). עם זאת, התנאים הדרושים עבור טכנולוגיה זו דרישה ושיטות מעמל.

אנרגיות יינון

גזים אצילים יש אנרגיות יינון גבוהה מאוד; הגבוה ביותר מכל מרכיבי הטבלה המחזורית. למה? בגלל המאפיין הראשון שלה: פגז ערכיות מלא.

על ידי בעל octet הערכיות ns²np⁶, הסרת אלקטרון מ מסלולית p, ולהיות יון B⁺ תצורה אלקטרונית²np⁵, זה דורש הרבה אנרגיה. כל כך הרבה, כי האנרגיה הראשונה יינון אני¹ עבור גזים אלה יש ערך העולה על 1000 kJ / mol.

קישורים חזקים

לא כל גזים אינרטי שייכים לקבוצה 18 של הטבלה המחזורית. כמה מהם פשוט יוצרים קשרים חזקים מספיק ויציבים מספיק כדי שהם לא יכולים להישבר בקלות. שתי מולקולות מסגרת מסוג זה של גזים אינרטיים: חנקן, N₂, של פחמן דו חמצני, CO₂.

חנקן מאופיין בעל קשר משולש חזק מאוד, N≡N, אשר לא ניתן לשבור ללא תנאי אנרגיה קיצוניים; למשל, אלה משוחררים על ידי קרן חשמל. בעוד CO₂ יש שני קשרים כפולים, O = C = O, והוא תוצר של כל תגובות הבעירה עם עודף חמצן.

דוגמאות של גזים אינרטיים

הליו

המיועד עם האותיות הוא, זהו האלמנט השופע ביותר ביקום לאחר מימן. יוצרים כחמישית ממסת הכוכבים והשמש.

על כדור הארץ, ניתן למצוא אותו במאגרי גז טבעי, הממוקמים בארצות הברית ובמזרח אירופה..

ניאון, ארגון, קריפטון, קסנון, ראדון

שאר הגזים האצילים של קבוצה 18 הם Ne, Ar, Kr, Xe ו- Rn.

מבין כולם, הארגון הוא השכיח ביותר בקרום כדור הארץ (0.93% מהאויר שאנו נושמים הוא ארגון), בעוד שהראדון הוא ללא ספק המוצר הנדיר ביותר של התפוררות רדיואקטיבית של אורניום ותוריום. לכן, הוא נמצא בכמה שטחים עם אלה גורמים רדיואקטיביים, גם אם הם נמצאים בעומק רב מתחת לאדמה.

בגלל האלמנטים האלה אינרטי, הם מאוד שימושי כדי לעקור חמצן ומים מהסביבה; בדרך זו, להבטיח שהם לא להתערב בתגובות מסוימות שבו הם משנים את המוצרים הסופיים. ארגון מוצא שימוש רב למטרה זו.

הם משמשים גם מקורות אור (ניאון אורות, פנסי רכב, מנורות, לייזרים, וכו ').

הפניות

1. סינתיה שונברג (2018). גז אינרטי: הגדרה, סוגי ודוגמאות. מקור:
2. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית. באלמנטים של קבוצה 18. (מהדורה רביעית). מק גרב היל.
3. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). CENGAGE למידה, עמ '879-881.
4. ויקיפדיה. (2018). גז אינרטי. מקור: en.wikipedia.org
5. בריאן ל 'סמית'. (1962). גזים אינרטיים: אטומים אידיאליים למחקר. [PDF] נלקח מ: calteches.library.caltech.edu
6. פרופסור פטרישיה שפלי. (2011). גזים אצילים אוניברסיטת אילינוי. מקור: butane.chem.uiuc.edu
7.  קבוצת בודנר. (s.f.). הכימיה של הגזים הנדירים. מקור: chemed.chem.purdue.edu