Девятый класс

Девятый классПериодическая таблица и периодичность


Благородные газы и их свойства


Благородные газы — это группа химических элементов, которые играют особую роль в таблице Менделеева благодаря своим уникальным свойствам. Они находятся в 18-й группе таблицы Менделеева и известны своей неактивностью. В этом детальном исследовании мы рассмотрим каждый из благородных газов, их свойства, использование и причины, почему они так важны с точки зрения химии.

Введение в благородные газы

Благородные газы — это элементы 18-й группы таблицы Менделеева, также называемые "инертными газами" или "редкими газами". Членами этой химической семьи являются гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe) и радон (Rn). Эти газы называются "благородными" потому, что они очень стабильны и не склонны образовывать соединения с другими элементами. Давайте посмотрим, где каждый благородный газ находится в периодической таблице:

,
, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 |
,
|1 H O |
|2 L B BCNOF НЕ |
| 3NaMgAlSiPSClAr |
|4k ca ge as to br cr |
|5 RB SR SN SB TE I XE |
|6 CS BA AT Rn |
        

Здесь мы видим, что благородные газы находятся в последнем столбце таблицы. Их положение указывает на полную внешнюю электронную оболочку, из-за чего они не склонны часто участвовать в химических реакциях.

Свойства благородных газов

Есть несколько характеристик, которые определяют благородные газы. Понимание этих свойств позволит нам увидеть, почему они классифицируются отдельно от других элементов.

Электронная конфигурация

Самая определяющая характеристика благородных газов — это их электронная конфигурация. У каждого благородного газа полная валентная оболочка, что означает, что его наиболее удаленная электронная оболочка полностью заполнена. Как указано в таблице, у каждого газа есть ровно восемь электронов на внешней оболочке, за исключением гелия, у которого два. Эта полная конфигурация делает их в целом неактивными, потому что они не стремятся получать, терять или делиться электронами с другими элементами.

Гелий (He): 1s 2
Неон (Ne): 1s 2 2s 2 2p 6
Аргон (Ar): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
Криптон (Kr): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6
Ксенон (Xe): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6
Радон (Rn): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6
        

Атомные и физические свойства

Каждый благородный газ демонстрирует характерные атомные и физические свойства:

  • Без запаха и цвета: Благородные газы невидимы и не имеют запаха.
  • Низкая точка кипения и плавления: Эти газы при комнатной температуре и обладают очень низкими температурами кипения и плавления.
  • Невоспламеняемость: Они не реагируют с кислородом и невоспламеняемы, что делает их безопасными для использования в различных приложениях, таких как освещение и дирижабли.
  • Плотность: Плотность благородных газов увеличивается по мере продвижения вниз по группе, от гелия, который самый легкий, до радона, который самый тяжелый.

Благородные газы в повседневной жизни

Благородные газы более распространены в повседневной жизни, чем вы думаете. Вот некоторые из их распространенных приложений:

Гелий

He

Гелий — второй по распространенности элемент во Вселенной. Он менее плотен, чем воздух, поэтому им наполняют шары и дирижабли, что позволяет им парить. Гелий также важен в криогенной технике, которая занимается изучением веществ при очень низких температурах. Он используется для охлаждения сверхпроводящих магнитов в МРТ-аппаратах и ускорителях частиц.

Неон

Ne

Неон обычно встречается в мигающих вывесках. При прохождении электрического тока через неоновую газовую трубку она светится ярким красно-оранжевым светом. Неоновое освещение используется в рекламе и оформлении благодаря ярким цветам, а также в приложениях для высоковольтных индикаторов.

Аргон

Ar

Аргон используется для создания инертной атмосферы в сварке и для освещения в лампах накаливания и люминесцентных лампах. Он предотвращает окисление металлической нити накала в лампах, увеличивая срок их службы. Аргон также используется в процессах дуговой сварки и в огнетушителях для электрических пожаров, потому что он не проводит электричество.

Криптон

Kr

Криптон используется в люминесцентных лампах, особенно в тех, которые используются в высокоскоростной фотографии. В сочетании с люминофорным покрытием криптон может излучать яркий белый свет. Криптон также используется в некоторых типах вспышек для фотосъемки на высокой скорости.

Ксенон

Xe

Ксенон используется в системах проекции света, включая проекторы и фары с высоким световым пучком в автомобилях. Он также используется в ксеноновых дуговых лампах и ионных двигательных системах для космических аппаратов.

Радон

Rn

Радон радиоактивен и используется в некоторых видах лечения рака. Однако обычно он находится под землей как природный газ. Он может накапливаться в зданиях, особенно в подвальных помещениях, и считается опасным для здоровья из-за своей радиоактивности.

Почему благородные газы уникальны?

Благородные газы уникальны из-за своей полной внешней электронной оболочки, инертности и следующих причин:

  • Отсутствие реактивности: Это связано с полной внешней оболочкой электронов, что делает благородные газы химически стабильными.
  • Использование в технологии: Используя их неактивные свойства, они применяются в таких отраслях, как освещение, сварка, аэрокосмическая область и другие.
  • Экологичное воздействие: Эти газы имеют ограниченное экологическое воздействие, поскольку они не образуют соединения легко. Однако некоторые из них, такие как радон, требуют мониторинга из-за радиоактивности.

Заключение

Несмотря на то, что благородные газы иногда упускаются из виду из-за своей неактивной природы, они играют основополагающую роль как в науке, так и в промышленности. Их уникальные свойства позволяют использовать их в различных технологиях и процессах, которые выигрывают от их стабильности, невоспламеняемости и неактивности. Несмотря на свой "благородный" статус, означающий изоляцию или отделение, они на самом деле имеют решающее значение для понимания химического поведения и прогресса в различных областях приложения.


Девятый класс → 4.6


U
username
0%
завершено в Девятый класс


Комментарии