Gazy szlachetne – właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

Gazy szlachetne- wzory

Gazami szlachetnymi nazywane są pierwiastki leżące w VIII grupie układu okresowego (helowce): Hel, Neon, Argon, Krypton, Ksenon i Radon. Nazwa „gazy szlachetne” odzwierciedla dwie najważniejsze wspólne właściwości wszystkich pierwiastków w tej grupie: występują one w postaci jednoatomowych gazów, które praktycznie nie wchodzą w żadne reakcje chemiczne – stąd określenie „szlachetne” (podobnie do mało reaktywnych metali szlachetnych – złota, srebra i platyny). Brak reaktywności chemicznej gazów szlachetnych wynika z ich struktury elektronowej: wszystkie posiadają 8 elektronów w powłoce walencyjnej. Powłoki walencyjne gazów szlachetnych mają konfigurację ns^2np^6, oprócz Helu, który, mając tylko 2 elektrony, ma konfigurację 1s^2. Kompletne konfiguracje elektronowe wszystkich gazów szlachetnych podane są w tabeli 1.

Tabela 1 Wybrane właściwości helowców

Nazwa pierwiastka

Symbol

Konfiguracja elektronowa*

Temperatura wrzenia  [K]

Zawartość w atmosferze

Hel

He

1s^2

4,2

0,00052%

Neon

Ne

[He]2s^22p^6

27,1

0,0018%

Argon

Ar

[Ne]3s^23p^6

87,3

0,934%

Krypton

Kr

[Ar]4s^23d^{10}4p^6

120,3

0,00114%

Ksenon

Xe

[Kr]5s^24d^{10}5p^6

166,1

0,000008%

Radon

Rn

[Xe]6s^24f^{14}5d^{10}6p^6

208,1

-

*Symbol pierwiastka w nawiasach kwadratowych oznacza konfigurację elektronową dla tego pierwiastka, czyli [He] jest równoznaczne z konfiguracją 1s^2, [Ne] odpowiada 1s^22s^22p^6 i tak dalej

Gazy szlachetne- występowanie, otrzymywanie 

Gazy szlachetne występują w niewielkich ilościach w powietrzu atmosferycznym (patrz tabela 1), można je otrzymać przez frakcyjną destylację skroplonego powietrza. Właśnie z powietrza atmosferycznego, brytyjski chemik, Sir William Ramsay, na przełomie XIX i XX wieku po raz pierwszy wyodrębnił Neon, Argon, Krypton i  Ksenon. Hel występuje również w minerałach promieniotwórczych (powstaje po przyłączeniu elektronów do cząstki α) oraz w niektórych złożach gazu ziemnego. Obecnie, hel jest pozyskiwany głównie ze złóż gazu ziemnego (są one bardzo nieliczne, na świecie eksploatowanych jest tylko kilka takich złóż, jedno z nich w Polsce, w miejscowości Odolanów w woj. Wielkopolskim).

Gazy szlachetne- zastosowanie 

Ciekły hel (temperatura wrzenia He wynosi 4 stopnie Kelvina, czyli -269 stopni Celsjusza) znalazł szerokie zastosowanie jako chłodziwo w technice niskich temperatur oraz do chłodzenia elementów nadprzewodzących. Stosuje się go na przykład do chłodzenia magnesów nadprzewodzących, które stanowią część aparatów do obrazowania za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI – ang. Magnetic Resonance Imaging), stosowanych w medycynie. Argon jest stosowany do wytwarzania obojętnej chemicznie atmosfery w laboratoriach chemicznych, a także jako obojętne wypełnienie żarówek. Ksenon wykorzystywany jest do wypełniania lamp błyskowych oraz lamp łukowych (np. w reflektorach samochodowych, czy projektorach kinowych IMAX®) oraz jako środek do znieczulenia ogólnego.

Reaktywność gazów szlachetnych

Zamkniętopowłokowa konfiguracja elektronowa gazów szlachetnych sprawia, że nie wchodzą one w prawie żadne reakcje chemiczne. Wyjątek stanowi Ksenon, dla którego znane są związki z tlenem i fluorem, np. XeF_4, XeF_6, XeO_3. Związki te są nietrwałe i trudno je otrzymać (pierwszy związek Ksenonu wyizolowano w 1962 roku. Oprócz połączeń ksenonu znany jest tylko jeden bardzo nietrwały związek Kryptonu – KrF_2.

Polecamy również:

  • Wodór – wzór, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

    Wodór to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, oznaczony symbolem H. Jego masa atomowa wynosi 1,00794 u. Wodór występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek, H2. Został odkryty w 1766 roku przez angielskiego chemika i fizyka, Henry’ego Cavendisha. Więcej »

  • Bor – wzór, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

    Bor, oznaczany symbolem B, jest pierwszym pierwiastkiem w 13 (IIIA) grupie układu okresowego. Powłoka walencyjna boru ma konfigurację elektronową 2s22p1, w związkach chemicznych występuje on na +III stopniu utlenienia. Jako jedyny pierwiastek w grupie, ma on charakter niemetaliczny, co istotnie odróżnia go... Więcej »

  • Węgiel, krzem, german – wzory, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

    Węgiel, krzem i german to trzy pierwsze pierwiastki 14 (IVA) układu okresowego, określane mianem węglowców. Powłoki walencyjne tych pierwiastków mają konfigurację . Pierwszy w grupie węgiel jest niemetalem, natomiast zarówno krzem i german mają charakter półmetaliczny. Węgiel występuje w... Więcej »

  • Azot – wzór, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

    Azot to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 7, oznaczany symbolem N. Jest on pierwszym pierwiastkiem w 15 (V) grupie układu okresowego, pierwiastki tej grupy określane są mianem azotowców. Masa atomowa azotu wynosi 14,0067u. W stanie wolnym, azot jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, złożonym z dwuatomowych... Więcej »

  • Fosfor, arsen i antymon – wzory, właściwości, otrzymywanie, zastosowanie

    Fosfor, arsen i antymon to pierwiastki 15 (V) grupy układu okresowego, leżące odpowiednio w trzecim (fosfor), czwartym (arsen) i piątym okresie (antymon) układu okresowego. Podobnie jak tlenowce (grupa 16), pierwiastki te różnią się istotnie od pierwszego w grupie azotu. Wszystkie te pierwiastki w stanie... Więcej »

Komentarze (2)
Wynik działania 3 + 1 =
Michalkowwy
2019-05-28 17:53:17
Bardzo dobry opis. Może brakuje jeszcze trochę poszczególnych informacji, ale po za tym ok. :)
andrzej duda
2018-06-14 10:31:18
ok
Ostatnio komentowane
Ciekawe
• 2022-12-08 15:17:01
Śkad wziął się taki wynik?
• 2022-12-05 21:24:47
Ok
• 2022-12-05 13:53:43
ok
• 2022-12-02 16:29:38
dzięki
• 2022-11-28 16:21:19