ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ (инертные газы, редкие газы), хим. элементы VIII гр. периодич. системы: гелий (Не), неон (Ne), аргон (Аr), криптон (Кr), ксенон (Хе), радон (Rn). В природе образуются в результате разл. ядерных процессов. Воздух содержит 5,24*10-4% по объему Не, 1,82*10-3% Ne, 0,934% Аr, 1,14-10-4% Кг, 8,6*10-6% Хе, 6*10-20% Rn. Космос более богат Б. г., чем атмосфера Земли. Б. г. содержатся также в прир. газах и нек-рых минералах.

Атомы Б. г. имеют полностью заполненные внеш. электронные оболочки (s2 для Не и s2p6 для всех остальных), что обусловливает их низкую реакционную способность. Б.г. - одноатомные газы без цвета и запаха (нек-рые их характеристики приведены в таблице; см. также статьи об отдельных представителях). Они относительно трудно сжижаются, но тем легче, чем больше их атомная масса. Кристаллизуются в кубич. гранецентрированной решетке; пространств, группа Рт3т. Значения Сp° не зависят от т-ры до 6000 К и выше. Б. г. адсорбируются на активном угле и цеолитах при низких т-рах; энтальпия адсорбции на угле (кДж/моль): Ne 4,72 (91 К), Аr 16,43 (168 К), Кr 22,24 (223 К), Хе 36,53 (248 К), Не 2,26 (ниже 50 К). Это св-во используется для разделения Б. г. и их очистки. Б. г.-хорошие диэлектрики (р 1018*1020 Ом*см). Они диамагнитны. Степень сжимаемости для Не и Ne больше 1, для Аr, Кr, Хе - меньше 1 (273 К; 0,1-30 МПа). Относительно хорошо раств. в воде (р-римость быстро возрастает от Не к Rn), лучше-во многих орг. р-рителях (бензин, толуол, спирт, бензол и др.). Жидкий Не - единств. в-во, затвердевающее только под давлением выше 2,5 МПа. Он обладает уникальным свойством - образует квантовую жидкость, т.е. жидкость, в которой в макроскопическом объеме проявляются квантовые свойства составляющих ее атомов.

Б. г. (кроме Не) образуют неустойчивые соед. включения (клатраты) с водой и орг. р-рителями. Степень заполнения атомами Б. г. полостей кристаллич. решеток соответствующих соединений определяет состав образующегося клатрата, напр. Аr*4У, Кr*5,6У, Хе*3У (У = С6Н5ОН). Получены гидраты типа Х*5,75Н2О, У*2Х*17Н2О, где Х - атом Б.г. (кроме Не), У-СН3СОСН3, СНС13, СН3СООН, СС14 и др. С фенолом и гидрохиноном выше 313 К образуются клатраты, близкие по составу к Х*3У [X = Аr, Кr, Хе; У = = С6Н4(ОН)2]. Разработан метод получения клатратов при невысоких давлениях газа - изоморфное соосаждение Б. г. с его аналогами в кристаллохим. отношении - H2S, НВr, СО2, НС1, SO2, CH4. Таким путем получены Х*6Н2О (X = Ne, Ar, Rn), X*2С6Н5СН3 (X = Хе, Rn), Rn -3C1C6H4OH и др. Различная способность Б. г. к образованию клатратов м.б. использована для их разделения и выделения из смесей.

ХАРАКТЕРИСТИКА БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ
1057-32.jpg

К соед. включения относятся также т. наз. криптонаты, образующиеся при бомбардировке ряда твердых в-в (металлов, стекол, каучуков, пластиков, белков и др.) ионизованными атомами Б. г. при высоких т-pax и давлениях; атомы Б. г. диффундируют в твердое в-во на глубину 102-103 нм.

Способность Б. г. к образованию хим. соед. понижается от Хе к Аг (самым активным должен быть Rn, однако из-за высокой радиоактивности его св-ва изучены мало; известны лишь фториды). наиб. число соед. получено для Хе (фториды, хлориды, оксиды, оксофториды, фосфаты, перхлораты, фторсульфонаты, ксенаты, перксенаты и др.) В присут. катализаторов (к-т Льюиса) Хе энергично взаимод. уже при нормальных условиях с F2. Криптон реагирует только с элементарным фтором при низких т-рах. Различная реакционная способность Б. г. по отношению к F2 и нек-рым фторсодержащим окислителям м. б. использована для их разделения, утилизации радиоактивных изотопов и очистки. Напр., Хе с SbO2F6 взаимод. с образованием твердого нелетучего соед. XeF2*2SbF5, а Кr такого в-ва не образует. Аналогичную р-цию с Rn предложено использовать для очистки атмосферы урановых рудников. Газы Rn и Хе окисляются также с помощью К2 [NiF6], Cs2 [CoF6], К3 [CuF6] и др. Для улавливания радиоактивных изотопов благородных газов, в основном 133Хе и 85Кr - продуктов деления U в ядерных реакторах, наряду с наиб. эффективными методами криогенной дистилляции и адсорбции на активном угле перспективны также избирательное поглощение хладонами, диффузионные методы, образование клатратов и других химических соединений.

Б. г. образуют эксимеры под действием пучка электронов, УФ-излучения или электрич. разряда на их смеси с галогенами, О2, фторсодержащими соед. Молекулы эксимеров существуют только в электронно-возбужденном состоянии. Переход из возбужденного состояния в несвязанное сопровождается когерентным излучением в широкой области спектра (100-600 нм), что используется для генерации лазерного излучения. Лазерное действие получено для KrF* (248 нм), Kr2F* (420 нм), ХеС1* (308 нм), KrCl* (222 нм) и др.

Б. г. (кроме Не) получают как побочные продукты при произ-ве N2 и О2 из воздуха. Гелий выделяют из подземных гелионосных газов. Используют Б. г. в кач-ве инертной среды в металлургии, атомной и ракетной технике, в произ-ве полупроводниковых материалов и др., как наполнитель в электронике, электротехнике и др., рабочее в-во в лазерной технике.

При повышенных давлениях Б. т. оказывают вредное действие на нервную систему (усиливающееся с увеличением атомной массы элемента), к-рое быстро проходит при вдыхании чистого воздуха.


===
Исп. литература для статьи «БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ»:
Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровски и Ю. В., Инертные газы, 2 изд., М., 1972; Нейдинг А. Б., Соколов В. Б., "Успехи химии", 1974, т. 43, № 12, с. 2146-94; Легасов В. А., "Вестник АН СССР", 1976, в. 12, с. 3-16; Елецкий А. В., "Успехи физических наук", 1978, т. 125, в. 2, с. 279-314; Смирнов Б. М., "Успехи физических наук", 1983, т. 139, а 1, с. 53-81; Bartlett N., Sladky F. О., The chemistry of krypton, xenon and radon, в кн.: Comprehensive inorganic chemistry, v. 1, Oxf.-[a.o.], 1973. В.Б. Соколов.

Страница «БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков