Značilnosti in primeri inertnih plinov



The inertni plini, Znani tudi kot redki ali plemeniti plini, so tisti, ki nimajo znatne reaktivnosti. Beseda "inertna" pomeni, da atomi teh plinov ne morejo tvoriti številnih obravnavanih spojin in nekateri od njih, kot je helij, sploh ne reagirajo..

Tako bodo v prostoru, ki ga zasedajo atomi inertnih plinov, ti reagirali z zelo specifičnimi atomi, ne glede na pogoje pritiska ali temperature, ki so jim izpostavljeni. V periodni tabeli sestavljajo skupino VIIIA ali 18, imenovano skupina plemenitih plinov.

Zgornja slika ustreza žarnici, napolnjeni s ksenonom, vzbujenim z električnim tokom. Vsak od plemenitih plinov lahko s svojo lastno barvo sije skozi pojav električne energije.

Inertne pline lahko najdemo v atmosferi, čeprav v različnih razmerjih. Argon ima na primer koncentracijo 0,93% zraka, neon pa 0,0015%. Drugi inertni plini izhajajo iz sonca in dosežejo zemljo, ali pa nastanejo v njenih skalnatih temeljih, saj so najdeni kot radioaktivni proizvodi.

Indeks

  • 1 Značilnosti inertnih plinov
    • 1.1 Polne valenčne plasti
    • 1.2 Interakcija s silami Londona
    • 1.3 Zelo nizka talilna in vrelišča
    • 1.4 Ionizacijske energije
    • 1.5 Močne povezave
  • 2 Primeri inertnih plinov
    • 2.1 Helij
    • 2.2 Neon, argon, kripton, ksenon, radon
  • 3 Reference

Značilnosti inertnih plinov

Inertni plini se spreminjajo glede na atomsko grmičevje. Vendar pa vse predstavljajo vrsto značilnosti, ki jih določajo elektronske strukture njihovih atomov.

Popolne valentne plasti

Skozi katerokoli obdobje periodne tabele z leve proti desni, elektroni zasedajo razpoložljive orbitale za elektronsko plast n. Enkrat izpolnite orbitale s, sledijo d (iz četrtega obdobja) in nato orbitale str.

Blok p je označen z elektronsko konfiguracijo nsnp, kar povzroči največje število osmih elektronov, imenovanih valentni oktet, ns.2np6. Elementi, ki predstavljajo to popolnoma napolnjeno plast, se nahajajo na skrajni desni strani periodnega sistema: elementi skupine 18, plemeniti plini.

Zato imajo vsi inertni plini popolne valentne plasti z ns konfiguracijo2np6. Tako se spreminja število n dobite vsakega od inertnih plinov.

Edina izjema pri tej funkciji je helij, katerega n= 1 in zato manjka p orbitale za to raven energije. Elektronska konfiguracija helija je torej 1s2 in nima valentnega okteta, ampak dva elektrona.

Interakcija s silami Londona

Atome žlahtnih plinov lahko vizualiziramo kot izolirane krogle z zelo malo nagnjenosti k odzivanju. Če so valenčne plasti polne, jim ni treba sprejemati elektronov, da bi tvorile vezi, in imajo tudi homogeno elektronsko porazdelitev. Zato ne tvorijo vezi ali med seboj (za razliko od kisika, OR.)2, O = O).

Kot atomi ne morejo medsebojno vplivati ​​z dipol-dipolskimi silami. Tako je edina sila, ki lahko trenutno drži dva atoma inertnih plinov, sile Londona ali disperzija.

To je posledica dejstva, da lahko njihovi elektroni, čeprav so krogle s homogeno elektronsko porazdelitvijo, proizvajajo zelo kratke trenutne dipole; dovolj polarizirati sosednji atom inertnega plina. Tako se dva atoma B med seboj pritegnejo in za zelo kratek čas tvorita par BB (ne B-B vezi)..

Zelo nizka talilna in vrelišča

Zaradi šibkih sil londonskih sil, ki svoje atome držijo skupaj, komajda lahko komuniciramo, da se pojavijo kot brezbarvni plini. Za kondenzacijo v tekoči fazi zahtevajo zelo nizke temperature, da bi svoje atome prisilili, da se "upočasnijo" in trajajo dlje interakcije BBB ···.

To lahko dosežemo tudi s povečanjem tlaka. S tem prisilijo atome, da se med seboj trčijo pri višjih hitrostih, zaradi česar se kondenzirajo v tekočine z zelo zanimivimi lastnostmi.

Če je tlak zelo visok (desetkrat višji od atmosferskega) in je temperatura zelo nizka, lahko plemeniti plini celo preidejo v trdno fazo. Tako lahko v treh glavnih fazah snovi (trdno-tekoče-plin) obstajajo inertni plini. Vendar pa so potrebni pogoji za to povpraševanje tehnologije in zahtevne metode.

Ionizacijske energije

Plemeniti plini imajo zelo visoke ionizacijske energije; najvišji od vseh elementov periodnega sistema. Zakaj? Zaradi njene prve značilnosti: polna valenčna lupina.

Z valentnim oktetom ns2np6, odstranitev elektrona iz p orbital in postane ion B+ elektronska konfiguracija ns2np5, Zahteva veliko energije. Toliko, da je prva ionizacijska energija I1 za te pline ima vrednost več kot 1000 kJ / mol.

Močne povezave

Vsi inertni plini ne spadajo v skupino 18 periodnega sistema. Nekateri od njih preprosto tvorijo dovolj močne in stabilne vezi, da se ne morejo zlahka zlomiti. Dve molekuli tvorita to vrsto inertnih plinov: dušik, N2, in ogljikovega dioksida, CO2.

Za dušik je značilna zelo močna trojna vez, N≡N, ki je ni mogoče razbiti brez ekstremnih energetskih pogojev; na primer, tiste, ki se sprostijo z električnim žarkom. Medtem ko je CO2 ima dve dvojni vezi, O = C = O, in je produkt vseh reakcij zgorevanja s presežkom kisika.

Primeri inertnih plinov

Helio

Označen s črkami He, je najbolj voden element v vesolju. Oblikujejo približno petino mase zvezd in sonca.

Na Zemlji je mogoče najti v rezervoarjih za zemeljski plin, ki se nahajajo v ZDA in vzhodni Evropi..

Neon, argon, kripton, ksenon, radon

Preostali plemeniti plini iz skupine 18 so Ne, Ar, Kr, Xe in Rn.

Argon je med vsemi najpogostejšimi v zemeljski skorji (0,93% zraka, ki ga dihamo, je argon), radon pa je daleč najmanjši produkt radioaktivnega razpadanja urana in torija. Zato ga najdemo na več terenih s temi radioaktivnimi elementi, tudi če jih najdemo na velikih globinah pod zemljo.

Ker so ti elementi inertni, so zelo koristni za izločanje kisika in vode iz okolja; na ta način zagotovite, da ne posegajo v določene reakcije, kadar spreminjajo končne proizvode. Argon se v ta namen veliko uporablja.

Uporabljajo se tudi kot svetlobni viri (neonske luči, luči vozil, svetilke, laserji itd.).

Reference

  1. Cynthia Shonberg (2018). Inertni plin: definicija, vrste in primeri. Vzpostavljeno iz: study.com
  2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. V elementih skupine 18. (četrta izdaja). Mc Graw Hill.
  3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija (8. izd.). CENGAGE Learning, str. 879-881.
  4. Wikipedija. (2018). Inertni plin. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  5. Brian L. Smith. (1962). Inertni plini: idealni atomi za raziskave. [PDF] Vzeto iz: calteches.library.caltech.edu
  6. Profesorica Patricia Shapley. (2011). Plemeniti plini Univerza v Illinoisu. Vzpostavljeno iz: butane.chem.uiuc.edu
  7.  Skupina Bodner. (s.f.). Kemija redkih plinov. Vzpostavljeno iz: chemed.chem.purdue.edu