INERTINĖS DUJOS: CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA

Kad inertinės dujos , taip pat žinomas kaip retų arba inertinių dujų, yra tie, neturi pastebimo reaktyvumą. Žodis „inertiškas“ reiškia, kad šių dujų atomai nesugeba sudaryti daugybės junginių ir kai kurie iš jų, pavyzdžiui, helis, visai nereaguoja.

Taigi inertinių dujų atomų užimtoje erdvėje jie reaguos su labai specifiniais atomais, nepriklausomai nuo slėgio ar temperatūros sąlygų, kuriems jie yra veikiami. Periodinėje lentelėje jie sudaro VIIIA arba 18 grupę, vadinamą tauriųjų dujų grupe.

Šaltinis: „Hi-Res Images of Chemical Elements“ (http://images-of-elements.com/xenon.php), per „Wikimedia Commons“

Viršutinis vaizdas atitinka lemputę, užpildytą ksenonu, sužadintą elektros srove. Kiekviena iš tauriųjų dujų gali spindėti savo spalvomis, patirdama elektros energiją.

Inertinės dujos gali būti randamos atmosferoje, nors ir skirtingomis proporcijomis. Pavyzdžiui, argono oro koncentracija yra 0,93%, o neono - 0,0015%. Kitos inertinės dujos išsiskiria iš saulės ir pasiekia žemę arba susidaro jos akmenuotuose fonduose, randamos kaip radioaktyvieji produktai.

Inertinės dujų charakteristikos

Inertinės dujos skiriasi priklausomai nuo jų atominių ląstelių. Tačiau visi jie turi keletą savybių, kurias apibūdina jų atomų elektroninės struktūros.

Pilni Valensijos sluoksniai

Judėdami per bet kurį periodinės lentelės periodą iš kairės į dešinę, elektronai užima orbitas, kurios yra elektroniniam apvalkalui n. Užpildę s orbitalės, eikite d (nuo ketvirtojo laikotarpio) ir tada p orbitalės.

P blokui būdinga elektroninė konfigūracija nsnp, sukurianti maksimalų aštuonių elektronų skaičių, vadinamą valentiniu oktettu, ns ² np ⁶ . Elementai, pateikiantys šį visiškai užpildytą sluoksnį, yra periodinės lentelės dešinėje dešinėje: 18 grupės elementai, tai yra tauriųjų dujų elementai.

Todėl visos inertinės dujos turi pilną valentinį apvalkalą su ns ² np ⁶ konfigūracija . Taigi gaunant kintamąjį n skaičių kiekviena iš inertinių dujų.

Vienintelė šios charakteristikos išimtis yra helis, kurio n = 1 ir dėl to trūksta p energijos orbitų tam energijos lygiui. Taigi helio elektronų konfigūracija yra 1s ² ir jame nėra vieno valentinio okteto, bet du elektronai.

Jie sąveikauja Londono jėgomis

Tauriųjų dujų atomai gali būti vaizduojami kaip izoliuotos sferos, turinčios labai mažą polinkį reaguoti. Užpildę valentinius apvalkalus, jiems nereikia priimti elektronų, kad susidarytų jungtys, be to, jie turi homogeninį elektroninį pasiskirstymą. Todėl jie nesudaro jungčių ar tarpusavyje (skirtingai nei deguonis, O ₂ , O = O).

Būdami atomai, jie negali sąveikauti tarpusavyje per dipolio-dipolio jėgas. Taigi vienintelė jėga, galinti akimirksniu sulaikyti du inertinių dujų atomus, yra Londono arba išsklaidomosios jėgos.

Taip yra todėl, kad net būdami sferos su vienalyčiu elektroniniu pasiskirstymu, jų elektronai gali sukelti labai trumpus momentinius dipolius; pakankamai poliarizuoti kaimyninį inertinių dujų atomą. Taigi du B atomai pritraukia vienas kitą ir labai trumpą laiką sudaro BB porą (o ne BB ryšį).

Labai žemos lydymosi ir virimo temperatūros

Dėl silpnų Londono pajėgų, kurios palaiko savo atomus, jos vos negali sąveikauti, kad galėtų pasirodyti kaip bespalvės dujos. Kad jie kondensuotųsi į skystą fazę, jiems reikia labai žemos temperatūros, todėl jų atomai turi „sulėtėti“, o BBB ··· sąveika trunka ilgiau.

Tai taip pat galima pasiekti padidinant slėgį. Tai darydamas jis priverčia savo atomus susidurti vienas su kitu didesniu greičiu, priversdamas juos kondensuotis į labai įdomių savybių turinčius skysčius.

Jei slėgis yra labai didelis (dešimtis kartų didesnis nei atmosferos), o temperatūra yra labai žema, tauriosios dujos gali pereiti net į kietąją fazę. Taigi inertinės dujos gali egzistuoti trijose pagrindinėse medžiagos fazėse (kietos-skystos-dujos). Tačiau tam būtinos sąlygos reikalauja daug technologijų ir metodų.

Jonizacijos energijos

Tauriosios dujos turi labai didelę jonizacijos energiją; aukščiausias iš visų periodinės lentelės elementų. Kodėl? Dėl savo pirmosios savybės: visas valentinis sluoksnis.

Turint valentinį oktetą ns ² np ⁶ , norint pašalinti elektroną iš p orbitalės ir tapti B ⁺ jonu , kurio elektronų konfigūracija yra ns ² np ⁵ , reikia daug energijos. Tiek, kad pirmosios šių dujų jonizacijos energijos I ¹ vertė viršija 1000 kJ / mol.

Stiprūs saitai

Ne visos inertinės dujos priklauso periodinės lentelės 18 grupei. Kai kurie iš jų tiesiog sudaro pakankamai tvirtas ir stabilias obligacijas, kurių neįmanoma lengvai sulaužyti. Šio tipo inertines dujas apibūdina dvi molekulės: azotas, N ₂ ir anglies dioksidas, CO ₂ .

Azotas pasižymi labai stipriu trigubu ryšiu, N≡N, kuris negali nutrūkti be ypatingos energijos; pavyzdžiui, tuos, kuriuos suveikia žaibas. Nors CO ₂ turi du dvigubus ryšius, O = C = O, jis yra visų degimo reakcijų su deguonies pertekliumi rezultatas.

Inertinių dujų pavyzdžiai

Helis

Paskirtas raidėmis He, jis yra gausiausias elementas visatoje po vandenilio. Tai sudaro maždaug penktadalį žvaigždžių ir saulės masės.

Žemėje jo galima rasti gamtinių dujų rezervuaruose, esančiuose JAV ir rytų Europoje.

Neonas, argonas, kriptonas, ksenonas, radonas

Likusios 18 grupės tauriųjų dujų yra Ne, Ar, Kr, Xe ir Rn.

Iš visų jų argonas yra gausiausias žemės plutoje (0,93% oro, kuriuo kvėpuojame, yra argonas), tuo tarpu radonas yra pats rečiausias, urano ir torio radioaktyvaus skilimo produktas. Todėl jis randamas įvairiuose reljefuose su šiais radioaktyviais elementais, net jei jie randami giliai po žeme.

Kadangi šie elementai yra inertiški, jie yra labai naudingi pašalinant deguonį ir vandenį iš aplinkos; siekiant užtikrinti, kad jie nesikištų į tam tikras reakcijas, kai keičia galutinius produktus. Argonas šiam tikslui randa daug naudos.

Jie taip pat naudojami kaip šviesos šaltiniai (neoniniai žibintai, transporto priemonių žibintai, lempos, lazeriai ir kt.).

Nuorodos

Cynthia Shonberg. (2018 m.). Inertinės dujos: apibrėžimas, tipai ir pavyzdžiai. Atgauta iš: study.com
Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. 18 grupės elementuose. (ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. Chemija. (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis, p. 879–881.
Vikipedija. (2018 m.). Inertinės dujos. Atkurta iš: en.wikipedia.org
Brianas L. Smithas. (1962). Inertinės dujos: idealūs atomai tyrimams. . Paimta iš: calteches.library.caltech.edu
Profesorė Patricia Shapley. (2011). Tauriosios dujos. Ilinojaus universitetas. Atkurta iš: butane.chem.uiuc.edu
Bodnerio grupė. (sf). Retų dujų chemija. Atgauta iš: chemed.chem.purdue.edu

INERTINĖS DUJOS: CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025