|
mapa witryny |
słowniczek |
układ okresowy |
księga gości |
napisz do autora |
||
|
|
| Helowce - grupa VIII (18) | hel | neon | argon | krypton | ksenon | radon |
Charakterystyka grupy:
Tak zwane gazy szlachetne. Ze względu na
wypełnioną powłokę walencyjną (s2 p6)
nie tworzą w warunkach normalnych cząsteczek
dwuatomowych, jak inne pierwiastki gazowe. Cząsteczka dwuatomowa charakteryzuje
się w przypadku tych pierwiastków energią większą niż suma energii atomów
ją tworzących i z tego powodu jest nietrwała. Wypełniona powłoka walencyjna jest
także powodem ich dużej bierności chemicznej, aczkolwiek znanych jest
sporo ich związków chemicznych (fluorki, tlenki, tlenofluorki, kwasy tlenowe i
ich sole). Pierwszy związek chemiczny zawierający atom gazu szlachetnego został
otrzymany w 1962 roku (Bartlett - [Xe+][PtF6-]).
Ze względu na wielkość energii jonizacji chemia helowców to przede wszystkim
chemia ksenonu.
Pierwiastki grupy 18 są gazami o bardzo niskich temperaturach wrzenia, głównie ze względu na nikłe oddziaływania między atomowe (wypełniona powłoka walencyjna!). W wodzie i rozpuszczalnikach organicznych praktycznie się nie rozpuszczają.
Otrzymuje się je na skalę techniczną poprzez destylacje skroplonego powietrza
|
|
| He - hel (iczba.atomowa. 2, liczba masowa izotopów 4) |
średnia masa atomowa 4,003 |
|
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 | |
Bezbarwny i bezwonny gaz, 7-krotnie lżejszy od powietrza (balony napełniane helem, bezpieczniejszy od wybuchowego wodoru), skroplony służy do otrzymywania niskich temperatur (3K), potrzebnych np. do działania nadprzewodzących magnesów (NMR). Występuje w dość dużych ilościach w gazie ziemnym. Tworzy się w reakcjach termojądrowych (gwiazdy, słońce helios 20% obj.). Dwudodatnie jony He2+ są identyczne z cząstkami promieniowania α. Hel często towarzyszy rudom promieniotwórczych pierwiastków (rudy uranowe). Najbardziej rozpowszechniony pierwiastek w skali kosmosu.
W stanie rozrzedzonym podczas wyładowań elektrycznych emituje światło żółte.
| Ne - neon (iczba.atomowa. 10, liczba masowa izotopów 20) | średnia masa atomowa 20,183 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 | |
Służy między innymi do napełniania jarzeniowych lamp (neony) o czerwonym świetle. W mieszaninie z parami rtęci, helem i argonem uzyskuje się różne kolory świateł neonowych.
| POWRÓT do tablicy |
|
| Ar - argon (iczba.atomowa. 18, liczba masowa izotopów 40) | średnia masa atomowa 39,948 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3s2p6 (d) | |
Występuje, w odróżnieniu od innych gazów szlachetnych, w dość dużej ilości w powietrzu (około 1% obj.). Znajduje zastosowanie jako osłona gazowa w specjalnych technikach spawania oraz służy do napełniania baniek żarówek, co wydłuża ich czas świecenia.
| POWRÓT do tablicy |
|
| Kr - krypton (iczba.atomowa. 36, liczba masowa izotopów 84) | średnia masa atomowa 83,80 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3 s2p6d10 4 s2p6 (4d4f) | |
Dodaje się go do neonów o świetle żółtym i zielonym. Służy do napełniania baniek żarówek, co wydłuża ich czas świecenia.
W czasie wyładowań elektrycznych w mieszaninie gazów krypton + fluor w temperaturze bliskiej 100K powstaje fluorek kryptonu KrF2, związek nietrwały, rozpadający się łatwo ponownie na fluor i krypton z wydzieleniem ciepła.
| POWRÓT do tablicy |
|
| Xe - ksenon (iczba.atomowa. 54, liczba masowa izotopów 131) | średnia masa atomowa 131,3 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3 s2p6d10 4 s2p6d10 (4f ) 5 s2p6 | |
Dość uboga chemia gazów szlachetnych, to przede wszystkim chemia ksenonu. Ze względu na najniższą wartość energii jonizacji najłatwiej ulega reakcjom, tworząc związki w których występuje na +2 +4 +6 i +8 stopniu utlenienia. Bezpośrednio reaguje tylko z fluorem, natomiast związki fluoru z ksenonem służą jako substraty do otrzymywania bardziej złożonych cząsteczek. Pierwszy związek ksenonu otrzymana w reakcji z heksafluorkiem platyny, bardzo reaktywnym gazem PtF6, który reagując z tlenem daje związek krystaliczny [O2+][PtF6-], analogicznie z ksenonem daje cząsteczkę [Xe+][PtF6-]. W rzeczywistości budowa tego związku, tworzącego czerwone kryształy, jest bardziej złożona.
W bezpośredniej reakcji z fluorem ksenon tworzy trzy trwałe fluorki: XeF2; XeF4 oraz XeF6.
XeF2, bezbarwna krystaliczna substancja, dobrze rozpuszcza się w ciekłym HF, a także w wodzie, gdzie powoli hydrolizuje dając O2, Xe i HF. Hydrolizę tę gwałtownie przyspiesza obecność zasad.
XeF4 i XeF6 hydrolizują tak łatwo, że należy je przechowywać w naczyniach pozbawionych nawet śladów wilgoci. Heksafluorek ksenonu jest niezwykle aktywny chemicznie, reaguje nawet z kwarcem (SiO2) dając w wyniku reakcji tlenofluorek XeOF4 oraz SiF4.
Zarówno XeF4 jak i XeF6 hydrolizują z wytworzeniem tlenku XeO3. Po odparowaniu wody uzyskuje się bezbarwną, wybuchową substancje. Zalkalizowanie roztworu XeO3 prowadzi do uzyskania jonów ksenianowych(VI) HXeO4-, które w wyniku reakcji dysproporcjonowania przechodzą w jony XeO64 - i wolny ksenon. W wyniku ogrzewania ksenianu(VII) baru Ba2(XeO6) ze stężonym H2SO4 powstaje nietrwały, wybuchowy XeO4.
Ksenon w lampach neonowych daje światło niebieskie.
| POWRÓT do tablicy |
|
| Rn - radon (iczba.atomowa. 86, liczba masowa izotopów 222) | średnia masa atomowa 222 | |
|
konfiguracja elektronowa |
1 s2 2 s2p6 3 s2p6d10 4 s2p6d10f 14 5 s2p6d10(5f) 6 s2p6 | |
Brak trwałych izotopów. Promieniotwórczy, emituje promienie α. γ, bardzo krótkie okresy połowicznego rozpadu poszczególnych izotopów (od paru dni do ułamków sekund). Dwa izotopy to gazy, pozostałe 12 ciała stałe. Towarzyszy rudom pierwiastków promieniotwórczych.
| POWRÓT do tablicy |
|