INERTIT KAASUT: OMINAISUUDET JA ESIMERKIT - KEMIA - 2026

Inerttejä kaasuja, jotka tunnetaan myös harvinaisia tai jalokaasut, ovat ne, jotka eivät ole tuntuvia reaktiivisuutta. Sana 'inertti' tarkoittaa, että näiden kaasujen atomit eivät pysty muodostamaan huomattavaa määrää yhdisteitä ja jotkut niistä, kuten helium, eivät reagoi lainkaan.

Siten inerttien kaasuatomien käyttämässä tilassa ne reagoivat hyvin spesifisten atomien kanssa, riippumatta paine- tai lämpötilaolosuhteista, joihin ne altistetaan. Jaksotaulukossa ne muodostavat ryhmän VIIIA tai 18, jota kutsutaan jalokaasujen ryhmäksi.

Lähde: Hi-Res-kuvia kemiallisista elementeistä (http://images-of-elements.com/xenon.php), Wikimedia Commonsin kautta

Ylempi kuva vastaa ksenonilla täytettyä polttimoa, joka on virran saanut sähkövirrasta. Jokainen jalokaasu pystyy loistamaan omilla väreillään sähkön ilmaantuessa.

Inerttejä kaasuja löytyy ilmakehästä, tosin eri suhteissa. Esimerkiksi argonin pitoisuus ilmassa on 0,93%, kun taas neonin pitoisuus on 0,0015%. Muita inerttejä kaasuja, jotka tulevat auringosta ja saavuttavat maapallon, tai niitä syntyy sen kallioisissa säätiöissä, jotka ovat radioaktiivisia tuotteita.

Inertti kaasuominaisuudet

Inertit kaasut vaihtelevat atomisolujensa mukaan. Kaikilla on kuitenkin sarja ominaisuuksia, jotka määrittelevät atomiensa elektroniset rakenteet.

Täysi Valencian kerros

Siirtymällä minkä tahansa jaksollisen jakson läpi vasemmalta oikealle, elektronit miehittävät elektroniselle kuorelle n käytettävissä olevat kiertoradat. Kun s-kiertoradat on täytetty, seuraa d (neljännestä jaksosta) ja sitten p-kiertoradat.

Lohkolle p on ominaista elektroninen konfiguraatio nsnp, joka antaa maksimissaan kahdeksan elektronia, nimeltään valenssioktti, ns ² np ⁶. Elementit, jotka esittävät tämän täysin täytetyn kerroksen, sijaitsevat jaksotaulukon oikeassa reunassa: ryhmän 18, jalokaasujen, elementit.

Näin ollen, kaikki inertit kaasut ovat täysin valenssi kuoret ns ² np ⁶ kokoonpano. Siten saadaan vaihtelemalla n: n lukumäärää jokaista inerttiä kaasua.

Ainoa poikkeus tähän ominaisuuteen on helium, jonka n = 1 ja josta puuttuu siksi p-kiertorata kyseiselle energiatasolle. Siten, elektroni kokoonpano heliumin on 1s ² ja se ei ole yksi valenssi oktetti, mutta kaksi elektronia.

He ovat vuorovaikutuksessa Lontoon joukkojen kanssa

Jalokaasiatomit voidaan visualisoida erillisinä palloina, joilla on vain vähän taipumusta reagoida. Täyttämällä valenssikuorensa, heidän ei tarvitse ottaa elektronia vastaan ​​sidosten muodostamiseksi, ja niillä on myös homogeeninen elektroninen jakauma. Siksi, ne eivät muodostaa sidoksia tai keskenään (toisin kuin happi, O ₂, O = O).

Koska atomit, he eivät voi olla vuorovaikutuksessa toisiinsa dipoli-dipoli-voimien kautta. Joten ainoa voima, joka voi hetkellisesti pitää kaksi inerttiä kaasuatomia yhdessä, ovat Lontoon tai sirontavoimat.

Tämä johtuu siitä, että vaikka elektronien jakauma on homogeenista, niiden elektronit voivat olla peräisin erittäin lyhyistä hetkellisistä dipoleista; tarpeeksi polarisoimaan naapurimaisen inertin kaasun atomi. Siten kaksi B-atomia houkuttelee toisiaan ja muodostavat hyvin lyhyen ajan BB-parin (ei BB-sidoksen).

Erittäin alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet

Heikkojen Lontoon voimien seurauksena, jotka pitävät atominsa yhdessä, ne voivat tuskin olla vuorovaikutuksessa osoittautuakseen värittöminä kaasuina. Kondensoitumiseksi nestemäiseksi faasiksi ne vaativat erittäin matalia lämpötiloja, mikä pakottaa atomit "hidastumaan" ja BBB ··· -vuorovaikutukset kestävät pidempään.

Tämä voidaan saavuttaa myös lisäämällä painetta. Tällä tavalla se pakottaa atomit törmäämään toisiinsa suuremmalla nopeudella pakottaen ne kondensoitumaan nesteiksi, joilla on erittäin mielenkiintoisia ominaisuuksia.

Jos paine on erittäin korkea (kymmeniä kertoja korkeampi kuin ilmakehän) ja lämpötila on hyvin matala, jalokaasut voivat jopa siirtyä kiinteään faasiin. Siten inerttejä kaasuja voi esiintyä aineen kolmessa pääfaasissa (kiinteä-nestemäinen kaasu). Tämän edellyttämät olosuhteet vaativat kuitenkin työlästä tekniikkaa ja menetelmiä.

Ionisaatioenergiat

Jalokaasuilla on erittäin korkea ionisaatioenergia; korkein kaikista jaksotaulukon elementeistä. Miksi? Ensimmäisen ominaisuutensa vuoksi: täydellinen valenssikerros.

Sillä, että valenssikaktus on ns ² np ⁶, elektronin poistaminen p-kiertoradasta ja siitä tulee B ⁺ -ioni, jonka elektronikonfiguraatio on ns ² np ⁵, vaatii paljon energiaa. Niin paljon, että ensimmäinen ionisaatioenergiaan I ¹ näiden kaasujen on arvo, joka ylittää 1000 kJ / mol.

Vahvat linkit

Kaikki inertit kaasut eivät kuulu jaksotaulukon ryhmään 18. Jotkut niistä muodostavat yksinkertaisesti riittävän vahvoja ja vakaita siteitä, joita ei voida helposti hajottaa. Kaksi molekyyliä runko tämän inerttikaasun tyypistä: se on typpi, N ₂, ja että hiilidioksidin, CO ₂.

Typpille on ominaista erittäin vahva kolmoissidos, N bondN, jota ei voida hajottaa ilman äärimmäisen energian olosuhteita; esimerkiksi salaman laukaisemia. Kun taas CO ₂ on kaksi kaksoissidosta, O = C = O, ja on tuotteen kaikki palamisreaktioiden ylimäärällä happea.

Esimerkkejä inertteistä kaasuista

helium

He-kirjaimilla nimetty, se on maailmankaikkeuden runsain elementti vedyn jälkeen. Se muodostaa noin viidenneksen tähteiden ja aurinkojen massasta.

Maapallolla sitä löytyy maakaasusäiliöistä, jotka sijaitsevat Yhdysvalloissa ja Itä-Euroopassa.

Neon, argon, krypton, ksenoni, radoni

Muut ryhmän 18 jalokaasut ovat Ne, Ar, Kr, Xe ja Rn.

Kaikista niistä argonia on runsaasti maankuoressa (0,93% hengitetystä ilmastamme on argonia), kun taas radoni on ylivoimaisesti harvinaisin, uraanin ja toriumin radioaktiivisen hajoamisen tuote. Siksi sitä löytyy monista maastoista näiden radioaktiivisten elementtien kanssa, vaikka ne löydettäisiin syvällä maan alla.

Koska nämä elementit ovat inerttejä, ne ovat erittäin hyödyllisiä syrjäyttämään happea ja vettä ympäristöstä; sen varmistamiseksi, että ne eivät puutu tiettyihin reaktioihin, joissa he muuttavat lopputuotteita. Argonilla on paljon käyttöä tähän tarkoitukseen.

Niitä käytetään myös valonlähteinä (neonvalot, ajoneuvojen lyhdyt, lamput, laserit jne.).

Viitteet

1. Cynthia Shonberg. (2018). Inertti kaasu: määritelmä, tyypit ja esimerkit. Palautettu osoitteesta study.com
2. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. Ryhmän 18 osissa. (neljäs painos). Mc Graw Hill.
3. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 879-881.
4. Wikipedia. (2018). Inertti kaasua. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
5. Brian L. Smith. (1962). Inertit kaasut: ihanteelliset atomit tutkimukselle.. Ostettu: calteches.library.caltech.edu
6. Professori Patricia Shapley. (2011). Jalokaasut. Illinoisin yliopisto. Palautettu sivustosta: butane.chem.uiuc.edu
7. Bodner-ryhmä. (SF). Harvinaisten kaasujen kemia. Palautettu: chemed.chem.purdue.edu