- Charakteristika inertného plynu
- Plné Valencia vrstvy
- Interagujú si sily Londýna
- Veľmi nízke teploty topenia a varu
- Ionizačné energie
- Silné odkazy
- Príklady inertných plynov
- hélium
- Neón, argón, kryptón, xenón, radón
- Referencie
Tieto inertné plyny , označované tiež ako zriedkavé alebo vzácne plyny, sú tie, ktoré nemajú znateľný reaktivitu. Slovo „inertný“ znamená, že atómy týchto plynov nie sú schopné tvoriť značné množstvo zlúčenín a niektoré z nich, ako napríklad hélium, vôbec nereagujú.
Teda v priestore obsadenom atómami inertného plynu budú tieto reagovať s veľmi špecifickými atómami, bez ohľadu na tlakové alebo teplotné podmienky, ktorým sú vystavené. V periodickej tabuľke tvoria skupinu VIIIA alebo 18, nazývanú skupina vzácnych plynov.
Zdroj: Snímky chemických prvkov Hi-Res (http://images-of-elements.com/xenon.php), prostredníctvom Wikimedia Commons
Horný obrázok zodpovedá žiarovke naplnenej xenónom excitovaným elektrickým prúdom. Každý z ušľachtilých plynov je schopný žiariť svojimi vlastnými farbami prostredníctvom dopadu elektriny.
Inertné plyny sa nachádzajú v atmosfére, aj keď v rôznych pomeroch. Napríklad argón má koncentráciu 0,93% vzduchu, zatiaľ čo neón je 0,0015%. Ostatné inertné plyny pochádzajú zo slnka a dostávajú sa na Zem, alebo sa vytvárajú na svojich skalných základoch a nachádzajú sa ako rádioaktívne produkty.
Charakteristika inertného plynu
Inertné plyny sa líšia v závislosti od ich atómových buniek. Všetky však majú rad charakteristík definovaných elektronickými štruktúrami ich atómov.
Plné Valencia vrstvy
Elektróny sa pohybujú ktorýmkoľvek obdobím periodickej tabuľky zľava doprava a obsadzujú orbitály, ktoré sú k dispozícii pre elektronický obal n. Po naplnení orbitálov nasleduje d (od štvrtej periódy) a potom orbitály.
P blok sa vyznačuje tým, že má elektrónovú konfiguráciu nsnp, čo vedie k maximálny počet ôsmich elektrónov, zvanej valenčné oktet, nS 2 np 6 . Prvky, ktoré predstavujú túto úplne vyplnenú vrstvu, sú umiestnené úplne vpravo od periodickej tabuľky: prvky skupiny 18, prvky vzácnych plynov.
Preto všetky inertné plyny majú kompletné valencie škrupiny s ns 2 np 6 konfigurácie . Takto sa získa zmena počtu n každého z inertných plynov.
Jedinou výnimkou z tejto charakteristiky je hélium, ktorého n = 1, a preto mu na túto úroveň energie chýbajú orbitaly. Elektrónová konfigurácia hélia je teda 1 s 2 a nemá jeden valenčný oktet, ale dva elektróny.
Interagujú si sily Londýna
Atómy vzácneho plynu sa môžu vizualizovať ako izolované gule s veľmi malou tendenciou reagovať. Tým, že majú svoje valenčné škrupiny naplnené, nemusia prijímať elektróny na vytváranie väzieb a majú tiež homogénnu elektronickú distribúciu. Preto netvoria väzby alebo medzi sebou (na rozdiel od kyslíka, O 2 , O = O).
Keďže sú atómy, nemôžu navzájom interagovať prostredníctvom dipól-dipólových síl. Takže jediná sila, ktorá môže na chvíľu držať dva atómy inertného plynu spolu, sú Londýn alebo rozptyľovacie sily.
Je to tak preto, že aj keď sú sféry homogénnej elektronickej distribúcie, ich elektróny môžu pochádzať z veľmi krátkych okamžitých dipólov; dosť polarizovať susedný atóm inertného plynu. Dva atómy B sa navzájom priťahujú a na veľmi krátku dobu tvoria pár BB (nie BB väzbu).
Veľmi nízke teploty topenia a varu
V dôsledku slabých londýnskych síl, ktoré držia svoje atómy pohromade, môžu sotva interagovať, aby sa ukázali ako bezfarebné plyny. Kondenzácia do kvapalnej fázy vyžaduje veľmi nízke teploty, čo núti ich atómy „spomaľovať“ a interakcie BBB ··· trvajú dlhšie.
To sa dá tiež dosiahnuť zvýšením tlaku. Tým núti svoje atómy, aby sa navzájom zrážali pri vyšších rýchlostiach, čo ich núti kondenzovať sa na kvapaliny s veľmi zaujímavými vlastnosťami.
Ak je tlak veľmi vysoký (desiatky krát vyšší ako atmosférický) a teplota je veľmi nízka, vzácne plyny môžu dokonca prechádzať do tuhej fázy. Inertné plyny tak môžu existovať v troch hlavných fázach hmoty (tuhá látka-kvapalina-plyn). Podmienky potrebné pre túto požiadavku si však vyžadujú pracné technológie a metódy.
Ionizačné energie
Vzácne plyny majú veľmi vysokú ionizačnú energiu; najvyššia zo všetkých prvkov v periodickej tabuľke. Prečo? Z dôvodu svojej prvej funkcie: úplná valenčná vrstva.
Tým, že má valenčný oktet ns 2 np 6 , odstránenie elektrónu z orbitálu a stať sa B + iónom elektrónovej konfigurácie ns 2 np 5 , vyžaduje veľa energie. Toľko, že prvá ionizačná energia 11 pre tieto plyny má hodnotu, ktorá presahuje 1 000 kJ / mol.
Silné odkazy
Nie všetky inertné plyny patria do skupiny 18 periodickej tabuľky. Niektoré z nich jednoducho vytvárajú silné a stabilné putá, ktoré sa nedajú ľahko zlomiť. Dve molekuly rám tohto typu inertného plynu: u dusíka, N 2 , a to oxidu uhličitého, CO 2 .
Dusík je charakterizovaný tým, že má veľmi silnú trojitú väzbu, N = N, ktorú nemožno rozbiť bez podmienok extrémnej energie; napríklad tie, ktoré sú vyvolané bleskom. Kým CO 2 má dve dvojité väzby, O = C = O, a je produktom všetkých spaľovacích reakciou s prebytkom kyslíka.
Príklady inertných plynov
hélium
Je označený písmenami He a po vodíku je najhojnejším prvkom vo vesmíre. Tvorí asi jednu pätinu hmoty hviezd a slnka.
Na Zemi sa nachádza v nádržiach na zemný plyn, ktoré sa nachádzajú v USA a východnej Európe.
Neón, argón, kryptón, xenón, radón
Zvyšok vzácnych plynov v skupine 18 sú 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 najvzácnejší, produkt rádioaktívneho rozkladu uránu a tória. Preto sa vyskytuje v rôznych terénoch s týmito rádioaktívnymi prvkami, aj keď sa nachádzajú hlboko pod zemou.
Pretože tieto prvky sú inertné, sú veľmi užitočné na vytlačenie kyslíka a vody z prostredia; aby sa zaručilo, že nezasahujú do určitých reakcií, keď menia konečné výrobky. Na tento účel nájde Argon veľa použitia.
Používajú sa tiež ako svetelné zdroje (neónové svetlá, svietidlá, žiarovky, lasery atď.).
Referencie
- Cynthia Shonberg. (2018). Inertný plyn: definícia, typy a príklady. Obnovené z: study.com
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. V prvkoch skupiny 18. (štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, s. 879-881.
- Wikipedia. (2018). Inertný plyn. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Brian L. Smith. (1962). Inertné plyny: ideálne atómy pre výskum. , Prevzaté z: calteches.library.caltech.edu
- Profesorka Patricia Shapleyová. (2011). Vznešené plyny. University of Illinois. Získané z: butane.chem.uiuc.edu
- Skupina Bodnerovcov. (SF). Chémia vzácnych plynov. Získané z: chemed.chem.purdue.edu