Najlepsze pytania
Chronologia
Czat
Perspektywa
Helowce
grupa pierwiastków chemicznych Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Remove ads
Helowce, gazy szlachetne – pierwiastki chemiczne ostatniej, 18. grupy układu okresowego (daw. 0 lub VIII głównej). Do pierwiastków tych zalicza się hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon. Prawdopodobnie helowcem jest również syntetyczny pierwiastek oganeson.
Helowce
Remove ads
Właściwości
Podsumowanie
Perspektywa
Wszystkie helowce są bezbarwnymi, bezwonnymi, słabo rozpuszczającymi się w wodzie gazami. Mają niskie temperatury topnienia.
- Hel pod normalnym ciśnieniem nie przechodzi w stan stały nawet w najniższej osiągalnej temperaturze.
- Najtrwalszy znany izotop.
Pierwiastki te są wysoce niereaktywne. Wynika to z faktu, że nie zawierają one żadnych częściowo zapełnionych elektronami orbitali[b], które mogłyby uczestniczyć w tworzeniu wiązań chemicznych. W dół grupy powoli zwiększa się reaktywność tych pierwiastków. Spowodowane jest to tym, że zwiększa się ich rozmiar, a z nim odległość elektronów walencyjnych od środka jądra.
Pomimo bardzo niskiej reaktywności lżejszych helowców, znane są nietrwałe związki helu: cząsteczka He
2[1], jon HeH+
[2] i LiHe[3]. Na przełomie 2016/2017 doniesiono o otrzymaniu pierwszego stałego związku helu, Na
2He, który jest trwały termodynamicznie pod ciśnieniem powyżej 113 GPa (ok. 1,1×106 atm). Tworzy kryształy o strukturze fluorytu[4].
Znany jest też związek argonu – fluorowodorek argonu, otrzymany w temperaturze około 40 K.
Krypton i ksenon tworzą większą liczbę związków, lecz są one często trudne do uzyskania i niekiedy nietrwałe w temperaturze pokojowej. Działając ksenonem na heksafluorek platyny Neil Bartlett (opierając się na wcześniejszym odkryciu wraz z Lohmannem heksafluoroplatynianu dioksygenylu) otrzymał trwały czerwonopomarańczowy związek, heksafluoroplatynian ksenonu.
Stosunkowo najbardziej reaktywny jest radon. Istnieje trwały chemicznie związek – fluorek radonu RnF
2. Powstaje on z mieszaniny fluoru i radonu w temperaturze ok. 400 °C. Cząstka ta rozpada się jednak ze względu na radioaktywność radonu.
Hel, neon, argon i ksenon występują w niewielkich ilościach w powietrzu i dlatego podstawowym sposobem ich otrzymywania jest destylacja frakcyjna powietrza. Krypton i radon są produktami rozpadu promieniotwórczego uranu i toru, towarzyszą zwykle złożom rud tych metali, dzięki czemu można te złoża stosunkowo łatwo wykrywać.
Gazy szlachetne w niskich temperaturach tworzą kryształy związane słabymi oddziaływaniami van der Waalsa. Hel przy zerowym ciśnieniu nie krystalizuje nawet w temperaturach bliskich 0 K; dominującą rolę odgrywa tu energia drgań zerowych, która destabilizuje kryształ. Drgania zerowe powodują też zmniejszenie wartości energii kohezji kryształów w porównaniu z sumaryczną energią oddziaływań van der Waalsa. Ze względu na zależność energii drgań zerowych od masy to zmniejszenie jest tym większe, im mniejsza jest masa atomu (np. dla neonu zmniejsza ją o wartość 28%, a dla ksenonu – o 4%). Skutkuje to również różną wartością stałej sieci dla kryształów różnych izotopów danego gazu szlachetnego. Gazy szlachetne, z wyjątkiem helu, krystalizują w strukturze regularnej gęstego upakowania (fcc)[5].
Remove ads
Zastosowanie
Gazy szlachetne wykorzystuje się wszędzie tam, gdzie potrzebna jest obojętna, beztlenowa atmosfera zapobiegająca reakcjom utleniania. Stosuje się je do napełniania żarówek, do prowadzenia reakcji wymagających obojętnych warunków i do spieniania tworzyw sztucznych.
Żaden z nich nie uczestniczy w procesach biologicznych, dlatego często używa się ich jako obojętnych gazów zapobiegających starzeniu się materiałów pochodzenia organicznego. Dla przykładu, oryginał Konstytucji oraz Deklaracji niepodległości Stanów Zjednoczonych przechowuje się w szczelnej gablocie wypełnionej helem.
Remove ads
Zobacz też
Uwagi
- Stały stan skupienia wynika z efektów relatywistycznych.
- Tzn. w stanie podstawowym wszystkie orbitale są albo wypełnione całkowicie, albo puste.
Przypisy
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads