- Karakteristika for inert gas
- Fuld Valencia-lag
- De interagerer med Londons styrker
- Meget lave smelte- og kogepunkter
- Ioniseringsenergier
- Stærke links
- Eksempler på inerte gasser
- Helium
- Neon, argon, krypton, xenon, radon
- Referencer
De inerte gasser, også kendt som sjældne eller ædelgasser, er dem, der ikke har mærkbar reaktivitet. Ordet 'inert' betyder, at atomerne i disse gasser ikke er i stand til at danne et betydeligt antal forbindelser, og nogle af dem, såsom helium, reagerer slet ikke.
I et rum, der er optaget af inerte gasatomer, reagerer disse med meget specifikke atomer, uanset de tryk- eller temperaturbetingelser, som de udsættes for. I den periodiske tabel sammensætter de gruppen VIIIA eller 18, kaldet gruppen af ædelgasser.
Kilde: Af Hi-Res-billeder af kemiske elementer (http://images-of-elements.com/xenon.php), via Wikimedia Commons
Det øverste billede svarer til en pære fyldt med xenon exciteret af en elektrisk strøm. Hver af de ædelgasser er i stand til at skinne med sine egne farver gennem forekomsten af elektricitet.
Inerte gasser kan findes i atmosfæren, skønt i forskellige størrelser. Argon har for eksempel en koncentration på 0,93% luft, mens neon er 0,0015%. Andre inerte gasser udsættes fra solen og når jorden eller genereres i dens klippefundamenter, der findes som radioaktive produkter.
Karakteristika for inert gas
Inerte gasser varierer afhængigt af deres atomceller. Imidlertid har alle en række karakteristika defineret af de elektroniske strukturer i deres atomer.
Fuld Valencia-lag
Bevæger sig gennem en hvilken som helst periode i det periodiske system fra venstre mod højre, optager elektronerne de orbitaler, der er tilgængelige for en elektronisk skal n. Når orbitalerne er udfyldt, efterfulgt af d (fra den fjerde periode) og derefter p-orbitaler.
P-blokken er kendetegnet ved at have en elektronisk konfiguration nsnp, hvilket giver anledning til et maksimalt antal på otte elektroner, kaldet valensokteten, ns 2 np 6. Elementerne, der præsenterer dette fuldstændigt fyldte lag, er placeret yderst til højre i den periodiske tabel: elementerne i gruppe 18, de af ædelgasserne.
Derfor har alle inerte gasser komplette valensskaller med ns 2 np 6- konfiguration. Således opnås variation af antallet af n hver af de inerte gasser.
Den eneste undtagelse fra denne egenskab er helium, hvis n = 1 og derfor mangler p-orbitaler for dette energiniveau. Således er elektronkonfigurationen af helium 1s 2, og den har ikke en valensoktet, men to elektroner.
De interagerer med Londons styrker
Ædelgasatomerne kan visualiseres som isolerede kugler med meget lidt tendens til at reagere. Ved at fylde deres valensskaller behøver de ikke at acceptere elektroner for at danne bindinger, og de har også en homogen elektronisk distribution. Derfor danner de ikke bindinger eller mellem hinanden (i modsætning til ilt, O 2, O = O).
Som atomer kan de ikke interagere med hinanden gennem dipol-dipol kræfter. Så den eneste kraft, der øjeblikket kan holde to inerte gasatomer sammen, er London eller spredningskræfterne.
Dette skyldes, at selv deres sfærer med homogen elektronisk distribution, deres elektroner kan stamme meget korte øjeblikkelige dipoler; nok til at polarisere et nabolande inert gasatom. Således tiltrækker to B-atomer hinanden, og i meget kort tid danner de et BB-par (ikke en BB-binding).
Meget lave smelte- og kogepunkter
Som et resultat af de svage London-styrker, der holder deres atomer sammen, kan de næppe interagere for at dukke op som farveløse gasser. For at kondensere til en flydende fase kræver de meget lave temperaturer, hvilket tvinger deres atomer til at "bremse", og BBB ··· -interaktioner varer længere.
Dette kan også opnås ved at øge trykket. Ved at gøre dette tvinger den sine atomer til at kollidere med hinanden ved højere hastigheder og tvinger dem til at kondensere til væsker med meget interessante egenskaber.
Hvis trykket er meget højt (titalls gange højere end atmosfærisk), og temperaturen er meget lav, kan de ædelgasser endda passere ind i den faste fase. Således kan der optræde inerte gasser i de tre hovedfaser af stof (fast-væske-gas). De nødvendige betingelser for dette kræver imidlertid krævende teknologi og metoder.
Ioniseringsenergier
Ædelgasser har meget høje ioniseringsenergier; det højeste af alle elementerne i den periodiske tabel. Hvorfor? Af grund af dets første funktion: et fuldt valenslag.
Ved at have valensokteten ns 2 np 6, fjerne et elektron fra en p orbital og blive en B + ion i elektronkonfiguration ns 2 np 5, kræver en masse energi. Så meget, at den første ioniseringsenergi I 1 for disse gasser har en værdi, der overstiger 1000 kJ / mol.
Stærke links
Ikke alle inerte gasser hører til gruppe 18 i den periodiske tabel. Nogle af dem danner simpelthen stærke og stabile bindinger, så de ikke let kan brydes. To molekyler indrammer denne type inert gas: kvælstof, N 2 og kuldioxid, CO 2.
Kvælstof er kendetegnet ved at have en meget stærk tredobbelt binding, N≡N, som ikke kan brydes uden betingelser med ekstrem energi; for eksempel dem, der er udløst af lynet. Mens CO 2 har to dobbeltbindinger, O = C = O, og er produktet af alle forbrændingsreaktioner med overskydende ilt.
Eksempler på inerte gasser
Helium
Betegnet med bogstaverne Han, det er det mest rigelige element i universet efter brint. Det danner cirka en femtedel af massen af stjerner og solen.
På Jorden findes det i naturgasreservoirer, der ligger i USA og Østeuropa.
Neon, argon, krypton, xenon, radon
De øvrige ædelgasser i gruppe 18 er Ne, Ar, Kr, Xe og Rn.
Af dem alle er argon den mest rigelige i jordskorpen (0,93% af den luft, vi indånder, er argon), mens radon langt den sjældneste er et produkt af det radioaktive forfald af uran og thorium. Derfor findes det i forskellige terræn med disse radioaktive elementer, selvom de findes dybt under jorden.
Da disse elementer er inerte, er de meget nyttige til at fortrænge ilt og vand fra miljøet; for at garantere, at de ikke griber ind i visse reaktioner, hvor de ændrer de endelige produkter. Argon finder meget brug til dette formål.
De bruges også som lyskilder (neonlamper, lanterner til køretøjer, lamper, lasere osv.).
Referencer
- Cynthia Shonberg. (2018). Inert gas: Definition, typer og eksempler. Gendannes fra: study.com
- Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. I elementerne i gruppe 18. (fjerde udgave). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning, s 879-881.
- Wikipedia. (2018). Inert gas. Gendannet fra: en.wikipedia.org
- Brian L. Smith. (1962). Inerte gasser: Ideelle atomer til forskning.. Taget fra: calteches.library.caltech.edu
- Professor Patricia Shapley. (2011). Ædelgasser. University of Illinois. Gendannes fra: butane.chem.uiuc.edu
- Bodner-gruppen. (Sf). Kemien for de sjældne gasser. Gendannes fra: chemed.chem.purdue.edu