Інертні гази
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Інертні гази

Інертні гази, благородні гази, рідкі гази, хімічні елементи, створюючі головну підгрупу 8-ої групи періодичної системи Менделєєва: гелій Не (атомний номер 2), неон Ne (10), аргон Ar (18), криптон Kr (36), Ксенон Xe (54) і радон Rn (86). Зі всіх І. р. лише Rn не має стабільних ізотопів і є радіоактивним хімічним елементом.

  Назва І. р. відображає хімічну інертність елементів цієї підгрупи, що пояснюється наявністю в атомів І. р. стійкої зовнішньої електронної оболонки, на якій в Не знаходиться 2 електрони, а в останніх І. р. по 8 електронів. Видалення електронів з такої оболонки вимагає великих витрат енергії відповідно до високих потенціалів іонізації атомів І. р. (див. таблицю).

  Із-за хімічної інертності І. р. довгий час не удавалося виявити, і вони були відкриті лише в 2-ій половині 19 ст До відкриття першого І. р. — гелію — привело проведене в 1868 французом Ж. Жансеном і англійцем Н. Локьером спектроскопічне дослідження сонячних протуберанців. Останні І. р. були відкриті в 1892—1908.

  І. р. постійно присутні у вільному вигляді в повітрі . 1 м-код 3 повітря за нормальних умов містить близько 9,4 л І. р., головним чином аргону (див. таблицю). Окрім повітря, І. р. присутні в розчиненому вигляді у воді, містяться в деяких мінералах і гірських породах. Гелій входить до складу підземних газів і газів мінеральних джерел. Останні стабільні І. р. отримують з повітря в процесі його розділення. Джерелом радону служать радіоактивні препарати урану, радію і ін. Після використання стабільні І. р. знов повертаються в атмосферу і тому їх запаси (окрім легені Не, який поступово розсівається з атмосфери в космічному просторі) не зменшуються.

  Молекули І. р. одноатомни. Все І. р. не мають кольору, запаху і смаку; безбарвні вони в твердому і рідкому стані. Наявність заповненої зовнішньої електронної оболонки обумовлює не лише високу хімічну інертність І. р., але і труднощі здобуття їх в рідкому і твердому станах (див. таблицю). Інші фізичні властивості І. р. див.(дивися) в статтях про окремі елементи.

 

Еле­мент

Атомна маса

Содер­жаніє в повітрі, про. %

Атомні радіуси,

Перші потенціали іонізації, в

При 1 атм.(атмосферний) (~100 кн/м 2 )

по А. Бонді

по В. І. Лебедеву

t пл °С

t кіп °С

Не

4,0026

4,6·10 -4

1,40

0,291

24,58

—272,6*

—268,93

Ne

20,179

1,61·10 -3

1,54

0,350

21,56

—248,6

—245,9

Ar

39,948

0,9325

1,88

0,690

15,76

—189,3

—185,9

Kr

83,80

1,08·10 -4

2,02

0,795

14,00

—157,1

—153,2

Xe

131,30

8·10 -6

2,16

0,986

12,13

—111,8

—108,1

Rn

222**

6·10 -18

1,096

10,75

біля —71

біля —63

  *При 26 атм.(атмосферний) (~2,6 Мн / м-коду 2 ). **Массовое число найбільш довгоживучого ізотопу.

 

  Довгий час спроби отримати хімічні сполуки І. р. закінчувалися невдачею. Покласти край уявленням про абсолютну хімічну недіяльність І. р. удалося канадському ученому Н. Бартлетту, який в 1962 повідомив про синтез з'єднання Xe з Ptf 6 . У подальші роки було отримано велике число з'єднань Kr, Xe і Rn, в яких І. р. мають міри окислення +1, +2, +4, +6 і +8. При цьому істотно, що для пояснення будови цих з'єднань не було потрібно принципово нові уявлення про природу хімічного зв'язку, і зв'язок в з'єднаннях І. р. добре описується, наприклад, методом молекулярних орбіталей (див. Валентність, Молекулярних орбіталей метод ). Із-за швидкого радіоактивного розпаду Rn його з'єднання отримані в нікчемно малих кількостях і склад їх встановлений орієнтування. З'єднання Xe значно стабільніші за з'єднання Kr, а отримати стійкі з'єднання Ar і легших І. р. доки не удалося. У більшості реакцій І. р. бере участь фтор: одні речовини отримують, діючи на І. р. фтором або фторсодержащимі агентами (Sbf 5 , Ptf 6 і т. д.), інші утворюються при розкладанні фторидів І. р. Є вказівки на можливість протікання реакцій Xe і Кr з хлором. Отримані також оксиди (Xe0 3 , Xe0 4 ) і оксигалогеніди І. р.

  Окрім вказаних вище з'єднань, І. р. утворюють при низьких температурах з'єднання включення . Так, все І. р., окрім Не, дають з водою кристалогідрати типа Хе×6Н 2 Про, з фенолом важкі І. р. дають з'єднання типа Хе×3С 6 Н 5 ВІН і так далі

  Промислове використання І. р. засновано на їх низькій хімічній активності або специфічних фізичних властивостях. Приклади вживання І. р. див.(дивися) в статтях про окремі елементи.

  Літ.: Фінкельштейн Д. Н., Інертні гази, М., 1961; Фастівське Ст Р., Ровінський А. Е., Петровський Ю. Ст, Інертні гази, М., 1964; Крамер Ф., З'єднання включення, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1958; Бердоносов С. С., Інертні гази вчора і сьогодні, М., 1966; З'єднання благородних газів, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965; Коттон Ф., Уїлкинсон Дж., Сучасна неорганічна хімія, пер.(переведення) з англ.(англійський), ч. 2, М., 1969; Дяткина М. Е., Електронна будова з'єднань інертних газів, «Журнал структурної хімії», 1969, т. 10 № 1, с. 164.

  С. С. Бердоносов.