ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
82
БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ
Аргон, быть может, есть полимеризованный азот N
3
,
так относящийся к обычному азоту N
2
, как озон О
3
от-
носится к обыкновенному кислороду.
Д.И. Менделеев
Общая характеристика. Структура таблицы Менделеева внешне кажется
слоистой (по периодам), но, по сути, представляет собой
единую спираль (в
соответствии с Периодическим законом).
Так, если
продолжить движение по таблице справа налево (от Г к ЩМ), то от
ЩМ мы перейдем к подгруппе т.н. благородных газов (БГ)
1
, точнее благородных
элементов (БЭ). При этом номера периодов снижаются на единицу, в частности, от Li
(второй период) переместимся к He (первый период), а
предвалентный слой ЩМ
становится
валентным для БЭ. Причем менее инертным (за счет снижения Z ядра).
Например,
1
I и
2
I у Li равны, соответственно, 5,4 и 75,6 эВ, а
1
I у He – 24,6 эВ.
При переходе от Г
вправо к БЭ не меняется номер периода, а происходит
завершение валентного слоя до очень устойчивых конфигураций
2
s
(He) и
62
ps (Ne и его
аналоги).
В силу завершенности валентного слоя молекулы БГ
одноатомны (поэтому эти
вещества имеют минимальные т.пл. и т.кип. в периодах) и
химически неактивны, что
позволяет использовать их в качестве инертной среды, в частности, для наполнения
осветительных ламп.
Благородные элементы существуют в природе
только в виде простых веществ (как
следствие их низкой активности), а получение БГ сводится к выделению их из газовых
смесей (воздуха, природного газа, отходящих газов производств и др.) вымораживанием
других компонентов или ректификацией.
В атмосфере Земли из БГ больше всего аргона (объемная доля – 0,93%, видимо,
поэтому он был выделен первым – в 1894 г.),
а радона – следы (
16
10
−
). Остальных, в том
числе гелия, %1010
53 −−
− , хотя в космосе He по распространенности занимает второе
место (после водорода). Даже открыт он был на Солнце (в 1868 г. по спектру) – отсюда
название элемента (Солнце, по-гречески «Гелиос»), а на Земле обнаружен лишь 27 лет
спустя.
Д.И. Менделеев долго (до 1906 г.) не признавал открытия БЭ, считая, что им нет
места в
его стройной Периодической системе. Но именно они благодаря насыщенности их
валентного слоя делают каждый период завершенным, а переход от Г к ЩМ более
логичным.
Физические свойства. От Не к Rn за счет роста радиуса атомов увеличивается их
поляризуемость и, как результат, наблюдается следующее:
а) повышается
растворимость БГ в воде (у Не она минимальна среди известных
газов – 10 мл в 1 л),
б) растет способность к образованию
клатратов (получены, начиная с Ar) и к
сорбции на поверхности твердых фаз (на этом основан один из способов разделения БГ),
в)
увеличиваются значения т.пл. и т.кип.
Гелий, как самый низкокипящий (–269
0
С) и низкоплавкий (–272
0
С при р=25 атм.) ,
используется в качестве хладоагента в физике низких температур. Он обладает также
максимальной текучестью. Так, 1 л He (типа II) проходит через тончайшую щель
вискозиметра за 1 с, а воде для этого потребовалось бы 2000 лет.
1
Инертными, а затем благородными, эти газы названы за их крайне низкую химическую активность. Это
отражено и в их названиях: аргон – от греч. «инертный», неон – от «новый», ксенон – «странный», криптон
– «скрытый».
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- …
- следующая ›
- последняя »
