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Inertgase (Edelgase) sind Elemente, die die Gruppe 18 PS bilden (in der Kurzzeitversion - die Hauptuntergruppe der Gruppe 8): Helium He (Ordnungszahl 2), Neon Ne (Z = 10), Argon Ar (Z = 18) Krypton Kr (Z = 36), Xenon Xe (Z = 54) und Radon Rn (Z = 86). In der Luft sind ständig Inertgase vorhanden (1 m 3 Luft enthält ca. 9,4 Liter, hauptsächlich Ar). Seit der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts analysieren Wissenschaftler die Zusammensetzung der Luft. Detektieren Sie jedoch Inertgase lange Zeit gescheitert. Aufgrund ihrer chemischen Passivität manifestierten sie sich in keiner Weise in gewöhnlichen Reaktionen und entgingen dem Blickfeld der Forscher. Erst nach der Entdeckung der Spektralanalyse wurden zunächst Helium und Argon entdeckt, dann weitere Edelgase. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war die Menschheit überrascht, als sie erfuhr, dass die so vertraute und scheinbar untersuchte Luft 6 zuvor unbekannte Elemente enthält.

Inerte Gase sind in Wasser gelöst und finden sich in einigen Gesteinen. Helium wird manchmal in unterirdischen Gasen gefunden. Solche Gase sind die einzige industrielle Quelle. Neon, Argon, Krypton und Xenon werden der Luft bei ihrer Trennung in Stickstoff und Sauerstoff entzogen.

Die Quellen von Rn sind Zubereitungen aus Uran, Radium und anderen radioaktiven Elementen. Obwohl alle Edelgase, mit Ausnahme von Radon, stabil sind, ist ihr Ursprung größtenteils auf Radioaktivität zurückzuführen. So entstehen durch den radioaktiven Zerfall von Uran oder Thorium ständig Heliumkerne, auch ɑ-Teilchen genannt. Argon-40, das im natürlichen Gemisch der Argon-Isotope vorherrscht, entsteht durch den radioaktiven Zerfall des Isotops Kalium-40. Schließlich sind die meisten Xe-Reserven der Erde wahrscheinlich auf die spontane Spaltung von Urankernen zurückzuführen.

Alle Inertgase sind farb- und geruchlos. Die äußeren Elektronenschalen ihrer Atome enthalten die maximal mögliche Anzahl von Elektronen für die entsprechenden äußeren Schalen: 2 für Helium und 8 für den Rest. Solche Hüllen sind sehr widerstandsfähig. Dies hängt zum einen mit der chemischen Passivität von Edelgasen gegenüber anderen Elementen zusammen. Und zweitens die Unfähigkeit ihrer Atome, miteinander in Verbindung zu treten, wodurch ihre Moleküle monoatomar sind. Inerte Gase, insbesondere leichte Gase, sind schwer zu liquidieren. Versuchen wir es herauszufinden. Warum ist das so. Die Moleküle anderer Gase sind entweder permanente Dipole wie HCl oder werden leicht zu Dipolen (Cl 2). Bei permanenten Dipolen fallen die "Schwerpunkte" positiver und negativer Ladungen nicht ständig zusammen. Die Bildung eines Dipols in Molekülen vom Cl 2 -Typ ist mit der Verschiebung der "Schwerpunkte" von Ladungen relativ zueinander unter dem Einfluss äußerer Kräfte, insbesondere unter der Einwirkung der elektrischen Felder benachbarter Moleküle, verbunden . Somit gibt es sowohl in HCl-Molekülen als auch in Cl 2 -Molekülen zwischen entgegengesetzten Polen von Dipolen elektrostatische Anziehungskräfte. Bei bestimmten niedrigen Temperaturen reichen diese Kräfte aus, um die Moleküle nahe beieinander zu halten. Atome von Edelgasen, die Anordnung der Elektronen um Kerne ist streng kugelförmig. Daher können benachbarte Atome keine Verschiebung der "Schwerpunkte" verursachen. elektrische Aufladungen in ihren Atomen und führen zur Bildung eines "induzierten" Dipols, wie bei Chlormolekülen. Somit gibt es keine permanenten oder induzierten Dipole in den Atomen von Edelgasen. Und wenn ja, dann sind die Anziehungskräfte zwischen ihnen unter normalen Bedingungen praktisch nicht vorhanden. Aufgrund der ständigen Schwingungen der Atome können sich die "Zentren" der Ladungen jedoch vorübergehend in verschiedene Richtungen des Atoms verschieben. Die bei der Bildung dieses augenblicklichen Dipols auftretenden elektrostatischen Anziehungskräfte sind sehr gering, reichen aber bei sehr niedrigen Temperaturen aus, um diese Gase zu kondensieren.

Lange Zeit scheiterten Versuche, gängige chemische Verbindungen von Inertgasen zu erhalten. Dem kanadischen Wissenschaftler N. Bartlett gelang es, dem Konzept der absoluten chemischen Inaktivität von Edelgasen ein Ende zu setzen, der 1962 über die Synthese einer Xenonverbindung mit Platinhexafluorid PtF 6 berichtete. Die resultierende Xenonverbindung hatte die Zusammensetzung Xe. In den Folgejahren wurde es synthetisiert große Menge und andere Verbindungen von Radon, Xenon und Krypton.

Lasst uns genauer hinschauen Chemische Eigenschaften inerte Gase.

Xenon

Aufgrund seiner geringen Häufigkeit ist Xenon deutlich teurer als die leichteren Edelgase. Um 1 m 3 Xenon zu gewinnen, müssen 10 Millionen m 3 Luft verarbeitet werden. Damit ist Xenon das seltenste Gas in der Erdatmosphäre.

Bei der Wechselwirkung von Xenon mit Eis unter Druck entstand dessen Hexahydrat Xe 6H 2 O. Unter Druck während der Kristallisation von Phenol wurde eine weitere Clathratverbindung mit Phenol Xe 6C 6 H 5 OH isoliert. Xenontrioxid XeO 3 in Form farbloser Kristalle und Tetraoxid XeO 4 in Gasform wurden gewonnen und als hochexplosive Stoffe charakterisiert. Bei 0°C erfolgt eine Disproportionierung:

2XeO 3 = XeO 4 + Xe + O 2

Bei der Wechselwirkung mit Wasser von Xenontetroxid, wobei Xenon in der Oxidationsstufe +8 vorliegt, wird eine starke Perxenonsäure H 4 XeO 6 gebildet, die im Einzelzustand nicht isoliert werden konnte, aber Salze - Alkalimetallperxenate wurden erhalten. Nur Kalium-, Rubidium- und Cäsiumsalze erwiesen sich als wasserlöslich.

Gasförmiges Xenon reagiert mit Platinhexafluorid PtF 6 zu Xenonhexafluoroplatinat Xe. Beim Erhitzen im Vakuum dispergiert es ohne Zersetzung und in Wasser hydrolysiert es unter Freisetzung von Xenon:

2Xe + 6H 2 O = 2Xe + O 2 + 2PtO 2 + 12HF

Später stellte sich heraus, dass Xenon mit Platinhexafluorid 2 Verbindungen bildet: Xe und Xe 2. Beim Erhitzen von Xenon mit Fluor entsteht XeF 4 , das Fluor und Platin fluoriert:

XeF 4 + 2Hg = Xe + 2HgF 2
XeF 4 + 2Pt = Xe + 2PtF 4

Durch Hydrolyse von XeF 4 entsteht instabiles XeO 3 , das sich an der Luft explosionsartig zersetzt.

Erhalten auch XeF 2 und XeF b, von denen das letzte mit einer Explosion zerfällt. Es ist extrem aktiv, reagiert leicht mit Alkalimetallfluoriden:

XeF 6 + RbF = Rb

Das resultierende Rubidiumsalz zersetzt sich bei 50 °C zu XeF 6 und RbXeF 8
XeO 3 bildet mit Ozon im alkalischen Milieu das Natriumsalz Na 4 XeO 6 (Natriumperxenonat). Das Perxenonat-Anion ist das stärkste bekannte Oxidationsmittel. Xe (ClO-4) 2 ist auch ein starkes Oxidationsmittel. Es ist das stärkste Oxidationsmittel aller bekannten Perchlorate.

Radon

Radon bildet Clathrate, die trotz konstanter Zusammensetzung keine chemischen Bindungen unter Beteiligung von Radon enthalten. Bekannte Hydrate Rn 6H 2 O, Addukte mit Alkoholen, zB Rn ∙ 2C 2 H 5 OH, etc. Radon bildet mit Fluor bei hohen Temperaturen Verbindungen der Zusammensetzung RnF n mit n = 4, 6, 2.

Krypton

Krypton bildet mit Wasser, Schwefelsäure, Halogen, Wasserstoff, Phenol, Toulol und anderen organischen Substanzen Clathratverbindungen. Wenn Krypton mit Fluor wechselwirkt, können seine Di- und Tetrafluoride erhalten werden, die nur bei niedrigen Temperaturen stabil sind. Difluorid weist oxidierende Eigenschaften auf:

KrF 2 + 2HCl = Kr + Cl 2 + 2HF

2KrF 2 + 2H 2 O = 2Kr + O 2 + 4HF

Verbindungen leichterer Inertgase konnten nicht erhalten werden. Theoretische Rechnungen haben gezeigt, dass Argonverbindungen synthetisiert, aber nicht aus Helium und Neon gewonnen werden können.

1962 erschienen Formeln ungewöhnlicher chemischer Verbindungen auf den Seiten chemischer Zeitschriften: XePtF 6, XeF 2, XeF 4, XeF 6. Das Auftauchen dieser Stoffe war unerwartet, denn zuvor war es niemandem auf der Welt gelungen, eine einzige chemische Verbindung von Inertgasen herzustellen. Dies ist der Name der Gruppe chemischer Elemente, die sich auf der rechten "Flanke" des Periodensystems befinden: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon.

Die Prävalenz von Inertgasen in der Natur.

Die Fähigkeit von Edelgasen, chemische Wechselwirkungen einzugehen, war die zweite Überraschung in ihrer Geschichte. Die erste bestand in ihrer Entdeckung, die innerhalb kürzester Zeit stattfand - von 1894 bis 1898. Die Zusammensetzung der Erdatmosphäre galt bereits als gut untersucht, und es gab nicht einmal einen Hinweis darauf, dass sie unbekannte Gase enthalten könnte elementarer Natur.

Der englische Physiker J. Rayleigh machte auf einen mysteriösen Umstand aufmerksam: Die Dichten von atmosphärischem Stickstoff und Stickstoff aus chemischen Verbindungen waren unterschiedlich. Lassen Sie es ein wenig, aber immer in der gleichen Menge. Um diese Anomalie zu erklären, wandte sich Rayleigh hilfesuchend an seinen Landsmann, den Chemiker und Physiker W. Ramsay. Nach Diskussion der Situation und Wiederholung der Experimente kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass atmosphärischer Stickstoff eine Beimischung eines unbekannten Gases enthält. Er konnte das Spektrum dieses Gases isolieren und bestimmen. Das neue Gas erhielt den Namen "Argon", was aus dem Griechischen übersetzt "inaktiv" bedeutet, weil sich herausstellte, dass Argon keine chemischen Reaktionen eingehen kann. Lange Zeit galt es sogar nicht als chemisches Element, sondern als allotrope Modifikation (siehe Allotropie) von Stickstoff (so wie Sauerstoff O 2 und Ozon O 3 bekannt sind).

Im Jahr 1895 wurde ein weiteres "inaktives Element" aus dem Uranmineral Cleveit isoliert - Helium (noch früher wurde es durch Spektrallinien auf der Sonne und in vulkanischen Gasen gefunden (siehe Spektralanalyse), später wurde es in der Erdatmosphäre gefunden) und 3 Jahre wurden 3 inerte Elemente aus der Luft isoliert - Krypton, Neon und Xenon (die Namen stammen von Griechische Wörter, was jeweils "versteckt", "neu", "fremd" bedeutet). Die entscheidende Rolle bei diesen Entdeckungen kommt W. Ramsay zu. Die Technik, Luft zu verflüssigen und in Fraktionen mit unterschiedlichen Verflüssigungstemperaturen aufzuteilen, half dabei, die aufgeführten Gase zu isolieren. Schließlich bewiesen E. Rutherford und R. Owen 1899 in Kanada, als sie das Phänomen der Radioaktivität untersuchten, die Existenz des letzten Edelgases - Radon (der Name leitet sich vom Element Radium ab, dessen radioaktives Zerfallsprodukt Radon ist).

Wissenschaftler stritten sich seit einiger Zeit darüber, wie man Inertgase in das Periodensystem einordnen kann: in keiner seiner 8 Gruppen geeigneter Ort hatte nicht. Schließlich kamen sie 1900 zu dem Schluss, dass es ratsam wäre, eine unabhängige Nullgruppe im Periodensystem zu bilden. Seitdem eine solche Gruppe, die Elemente mit den Seriennummern 2, 10, 18, 36, 54, 86 enthält, im Periodensystem auftaucht, haben Inertgase ihre Perioden (von der ersten bis zur sechsten) abgeschlossen.

Die chemische Inaktivität von Edelgasen konnte erst nach der Entwicklung des Planetenmodells des Atoms erklärt werden. Atome aller Edelgase außer Helium enthalten 8 Elektronen auf der äußeren Elektronenhülle. Ein solches elektronisches "Oktett" galt als sehr stabil, und dieses Konzept bildete die Grundlage für die Erklärung ionischer und kovalenter chemischer Bindungen (siehe Chemische Bindung). Erst Anfang der 60er Jahre. XX Jahrhundert Es stellte sich heraus, dass die Unfähigkeit von Inertgasen, chemische Reaktionen einzugehen, eine Täuschung der Wissenschaftler ist. Um die "Rüstung der Unzugänglichkeit" dieser Elemente zu zerstören, half ein Nichtmetall - Fluor.

Heute sind bereits etwa 200 chemische Verbindungen von Xenon, Krypton und Radon bekannt – Fluoride, Chloride, Oxide, Säuren, Salze und Nitride. Diese Häufigkeit führte zur Abschaffung der Nullgruppe im modernen Periodensystem: Alle Inertgase wurden in die Hauptuntergruppe der Gruppe VIII eingeordnet. Zwar sind nicht alle Chemiker mit dieser Entscheidung einverstanden: Denn für Argon ist die Gewinnung stabiler chemischer Verbindungen problematisch, für Helium und Neon hingegen kaum möglich.

Aber der Begriff "träge" hat natürlich seine frühere Bedeutung verloren. Helium und seine Analoga werden oft auch als Edelgase bezeichnet (da sie wie das frühere Edelmetall Gold keine chemischen Reaktionen eingehen wollten). Einmal schlug W. Ramsay einen anderen Namen vor: selten. Er schrieb, dass „weniger Xenon in der Luft ist als Gold in“ Meerwasser“ Und war nicht weit von der Wahrheit entfernt. Edelgase gehören in der Tat zu den am seltensten vorkommenden Elementen auf der Erde. Die Erdatmosphäre ist am "reichsten" an Argon (es ist viel mehr als alle anderen Edelgase zusammen). Deshalb wurde zuerst Argon entdeckt.

Inerte Gase sind in Wissenschaft und Technik weit verbreitet. Die Untersuchung der Eigenschaften von flüssigem Helium führte zu erstaunliche Entdeckungen in Physik (Suprafluidität, Supraleitung); gasförmiges Helium wird für viele benötigt wissenschaftliche Forschung... Lampen, Werberöhren, Lampen für verschiedene Zwecke werden mit Inertgasen gefüllt. Inerte Gase werden bei der Herstellung von stark oxidierenden Stoffen verwendet. Chemische Komponenten auch Edelgase sind nicht nur für Theoretiker interessant; sie sind die stärksten Oxidationsmittel und ermöglichten daher einige bisher ungewöhnliche chemische Reaktionen, beispielsweise die Herstellung von fünfwertigen Goldverbindungen.

- (Inertgas), eine Gruppe farb- und geruchloser Gase, die die Gruppe 0 im Periodensystem bilden. Dazu gehören (in aufsteigender Ordnung der Ordnungszahl) HELIUM, NEON, ARGON, CRYPTON, XENON und RADON. Geringe Reaktivität ... ... Wissenschaftliches und technisches enzyklopädisches Wörterbuch

EDELGASE- EDELGASE, chem. Elemente: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Emanation. Sie erhielten ihren Namen für ihre Unfähigkeit, mit anderen Elementen zu reagieren. 1894 die Engländer. Die Wissenschaftler Rayleigh und Ram Zai haben festgestellt, dass N aus der Luft gewonnen wird ... ... Große medizinische Enzyklopädie

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Edelgase- (Inertgase), chemische Elemente der Gruppe VIII des Periodensystems: Helium He, Neon Ne, Argon Ar, Krypton Kr, Xenon Xe, Radon Rn. Chemisch inert; alle Elemente, außer He, bilden Einschlussverbindungen, zum Beispiel Ar´5.75H2O, Xe-Oxide, ... ... Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch

- (Inertgase) chemische Elemente: Helium He, Neon Ne, Argon Ar, Krypton Kr, Xenon Xe, Radon Rn; gehören zur VIII. Gruppe des Periodensystems. Farb- und geruchlose einatomige Gase. Sie sind in geringen Mengen in der Luft vorhanden, enthalten in ... ... Groß enzyklopädisches Wörterbuch

Edelgase- (Inertgase) Elemente der Gruppe VIII des Periodensystems von D. I. Mendeleev: Helium He, Neon Ne, Argon Ar, Krypton Kr, Xenon Xe, Radon Rn. Sie sind in geringen Mengen in der Atmosphäre vorhanden, enthalten in einigen Mineralien, Erdgasen, in ... ... Russische Enzyklopädie zum Arbeitsschutz

EDELGASE- (siehe) einfache Stoffe, die aus den Atomen der Elemente der Hauptuntergruppe der Gruppe VIII (siehe): Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon gebildet werden. In der Natur werden sie während verschiedener Kernprozesse gebildet. In den meisten Fällen werden sie durch Bruchteile erhalten ... ... Große Polytechnische Enzyklopädie

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- (Inertgase, Edelgase), chem. Elemente VIII gr. periodisch Systeme: Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Krypton (Kr), Xenon (Xe), Radon (Rn). In der Natur entstehen sie durch Dez. nukleare Prozesse. Luft enthält 5,24 * 10 4 Vol.-% He, ... ... Chemische Enzyklopädie

- (Inertgase), chem. Elemente: Helium He, Neon Ne, Argon Ar, Krypton kg, Xenon Xe, Radon Rn; gehören regelmäßig zur VIII. Gruppe. Systeme. Farb- und geruchlose einatomige Gase. In geringer Zahl sind sie in der Luft vorhanden, enthalten in einigen ... ... Naturwissenschaft. enzyklopädisches Wörterbuch

Bücher

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• Aufbau und Eigenschaften einfacher Stoffe. Edelgase. Lernprogramm. Grif des Verteidigungsministeriums der Russischen Föderation, Putintsev DN .. Das Buch untersucht die strukturellen, thermodynamischen und dielektrischen Eigenschaften von Edelgasen, ihre Beziehung zueinander und mit intermolekularen Wechselwirkungen. Ein Teil des Handbuchtextes dient ...

Wahrscheinlich haben selbst diejenigen, die in der Chemie nicht oft mit Fragen konfrontiert sind, immer wieder gehört, dass einige Gase als edel bezeichnet werden. Warum Gase jedoch als edel bezeichnet wurden, denken nur wenige. Und heute werden wir im Rahmen dieses Artikels versuchen, es im Detail zu verstehen diese Frage.

Was sind "edle" Gase

Die Gruppe der Edelgase umfasst eine ganze Liste verschiedener chemischer Elemente, die nach ihren Eigenschaften geordnet oder kombiniert werden können. Natürlich haben die Gase keine völlig identische Zusammensetzung und eint sie darin, dass höchstens einfache Begriffe, die in der Chemie als Normalbedingungen bezeichnet werden, sind diese Gase farb-, geschmacks- und geruchlos. Darüber hinaus verbindet sie auch die Tatsache, dass sie eine äußerst geringe chemische Reaktivität aufweisen.

Liste der "edlen" Gase

Die Liste der der Menschheit bekannten Edelgase umfasst nur 6 Namen. Unter ihnen sind die folgenden chemischen Elemente vorhanden:

• Radon;
• Helium;
• Xenon;
• Argon;
• Krypton;
• Neon.

Warum Gase "edel" genannt wurden

Der direkte Ursprung des Namens, den die Wissenschaftler den oben beschriebenen chemischen Elementen zuordneten, wurde ihnen aufgrund des Verhaltens der Atome der Elemente mit anderen Elementen gegeben.

Wie Sie wissen, können chemische Elemente aufeinander einwirken und Atome miteinander austauschen. Diese Bedingung gilt auch für viele Gase. Wenn wir jedoch über die Elemente aus der oben aufgeführten Liste sprechen, reagieren sie nicht mit anderen Elementen des uns allen bekannten Periodensystems. Dies führte dazu, dass Wissenschaftler sehr schnell Gase bedingt einer Gruppe zuordneten und sie zu Ehren ihres "Verhaltens" edel benannten.

Andere Namen für "edle" Gase

Es ist wichtig zu beachten, dass Edelgase auch andere Namen haben, mit denen sie von Wissenschaftlern bezeichnet werden und die auch als offiziell bezeichnet werden können.

„Edel“-Gase werden auch „Selten“- oder „Selten“-Gase genannt

Was die zweite Option betrifft, ist ihr Ursprung ziemlich offensichtlich, denn aus der gesamten Elementtabelle von Mendeleev können nur 6 Atome festgestellt werden, die zur Liste der Edelgase gehören. Wenn wir über die Herkunft des Namens "Inert" sprechen, können Sie hier Synonyme verwenden dieses Wortes, darunter Begriffe wie "inaktiv" oder "inaktiv".

Daher sind alle drei für solche Gase verwendeten Namen relevant und gut gewählt.

Fragen:

1 ... Warum Edelgase früher als Gruppe Null bezeichnet wurden Periodensystem? Warum werden sie jetzt der VIII. Gruppe zugeordnet? Welche Metalle werden Edelmetalle genannt? Wieso den?
2 ... Bereiten Sie eine Nachricht zum Thema "Inert or Noble?" vor.
3 ... Welche chemische Bindung wird ionisch genannt? Was ist der Mechanismus seiner Entstehung? Können wir von "reiner" ionischer Kommunikation sprechen? Wieso den?
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6 ... Warum ist es üblich, Ionen in hydratisierte und nicht hydratisierte zu unterteilen? Beeinflusst das Vorhandensein einer Hydratationshülle die Eigenschaften von Ionen? Welche Rolle spielten die russischen Chemiker Kablukov und Kistyakovsky bei der Entwicklung der Konzepte der elektrolytischen Dissoziation, die Sie in Ihrem Grundschulkurs kennengelernt haben?
7 ... Was Kristallzelle? Was ist ein Ionenkristallgitter?
8 ... Was physikalische Eigenschaften sind Stoffe mit ionischen Kristallgittern charakterisiert?
9 ... Unter den Substanzen, deren Formeln lauten: KCl, AICl3, BaO, Fe2O3, Fe2 (SO4) 3, H2SO4, C2H5ONa, C6H5ONa, SiO2, NHa, bestimmen Sie die Verbindungen mit ionischen Kristallgittern.

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