INERTNI PLINOVI: KARAKTERISTIKE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025

U inertni plinovi, također poznat kao rijetke ili plemenitih plinova, su oni koji se ne imati veliku reaktivnost. Riječ "inertna" znači da atomi tih plinova nisu sposobni tvoriti znatan broj spojeva, a neki od njih, poput helija, uopće ne reagiraju.

Dakle, u prostoru koji zauzimaju atomi inertnih plinova, oni će reagirati s vrlo specifičnim atomima, neovisno o tlačnim ili temperaturnim uvjetima kojima su izloženi. U periodičnoj tablici oni čine skupinu VIIIA ili 18, koja se naziva skupinom plemenitih plinova.

Izvor: By Hi-Res Images of Chemical Elements (http://images-of-elements.com/xenon.php), via Wikimedia Commons

Gornja slika odgovara žarulji ispunjenoj ksenonom pobuđenom električnom strujom. Svaki od plemenitih plinova može zasjati vlastitim bojama kroz pojavu električne energije.

Inertni plinovi se mogu naći u atmosferi, iako u različitim omjerima. Na primjer, argon ima 0,93% zraka, dok neon 0,0015%. Ostali inertni plinovi nastaju iz sunca i dopiru do zemlje, ili se stvaraju u njenim stjenovitim temeljima, a nalaze se kao radioaktivni proizvodi.

Karakteristike inertnog plina

Inertni plinovi variraju ovisno o njihovim atomskim stanicama. Međutim, svi imaju niz karakteristika definiranih elektroničkim strukturama svojih atoma.

Cijeli slojevi Valencije

Pomičući se kroz bilo koje razdoblje periodičke tablice s lijeva na desno, elektroni zauzimaju orbitale dostupne za elektroničku ljusku n. Nakon što su spuštene orbitale, slijedi d (iz četvrtog razdoblja), a zatim p orbitala.

Za p blok je karakteristično da ima elektronsku konfiguraciju nsnp, koja daje maksimalni broj od osam elektrona, zvanih oktet valencije, ns ² np ⁶. Elementi koji predstavljaju ovaj potpuno ispunjeni sloj nalaze se na krajnjoj desnoj strani periodičke tablice: elementi grupe 18, oni iz plemenitih plinova.

Stoga svi inertni plinovi imaju kompletne valentne školjke s ns ² np ⁶ konfiguracijom. Tako se dobiva variranje broja n svakog inertnog plina.

Jedina iznimka od ove karakteristike je helij, čiji je n = 1, i stoga nema p orbitale za tu razinu energije. Dakle, elektronska konfiguracija helija je 1s ² i nema jedan valentni oktet, već dva elektrona.

Međusobno djeluju snage Londona

Atomi plemenitih plinova mogu se prikazati kao izolirane sfere s vrlo malo tendencije reakcije. Napunom ljuštura valencije, oni ne trebaju prihvatiti elektrone da bi formirali veze, a osim toga, imaju homogenu elektroničku raspodjelu. Prema tome, oni ne tvore vezu ili međusobno (za razliku od, kisik O ₂, O = O).

Budući da su atomi, oni ne mogu međusobno komunicirati putem dipol-dipolnih sila. Dakle, jedina sila koja trenutno može držati dva inertna atoma plina su London ili rasipajuće sile.

To je zato što, čak i ako su sfere s homogenom elektroničkom raspodjelom, njihovi elektroni mogu stvoriti vrlo kratke trenutne dipole; dovoljno da polariziramo susjedni atom inertnog plina. Tako se dva B atoma međusobno privlače i za vrlo kratko vrijeme tvore BB par (a ne BB vezu).

Vrlo niska talište i vrelište

Kao rezultat slabih londonskih sila koje drže svoje atome zajedno, jedva da mogu djelovati i pokazati se kao bezbojni plinovi. Da bi se kondenzirale u tekuću fazu, potrebne su im vrlo niske temperature, prisiljavajući njihove atome da „usporavaju“, a BBB ··· interakcije duže.

To se može postići i povećanjem tlaka. Čineći to, on prisiljava svoje atome da se sudaraju jedan s drugim pri većim brzinama, prisiljavajući ih da se kondenziraju u tekućine vrlo zanimljivih svojstava.

Ako je tlak vrlo visok (desetine puta veći od atmosferskog), a temperatura vrlo niska, plemeniti plinovi mogu čak preći u čvrstu fazu. Dakle, inertni plinovi mogu postojati u tri glavne faze materije (kruta-tekućina-plin). Međutim, uvjeti potrebni za to zahtijevaju naporne tehnologije i metode.

Ionizirajuće energije

Plemeniti plinovi imaju vrlo visoku energiju ionizacije; najviši od svih elemenata u periodnoj tablici. Zašto? Zbog prvog svojstva: puni valentni sloj.

Imajući oktet valence ² np ⁶, uklanjanje elektrona iz p orbitale i postaje B ⁺ ion s konfiguracijom elektrona ns ² np ⁵, zahtijeva puno energije. Toliko da prva energija ionizacije I ¹ za te plinove ima vrijednost koja prelazi 1000 kJ / mol.

Jake veze

Ne pripadaju svi inertni plinovi grupi 18 periodičke tablice. Neki od njih jednostavno formiraju dovoljno jake i stabilne veze koje se ne mogu lako razbiti. Dvije molekule u okvir ovog tipa inertnog plina: koji sadrži dušik, N ₂, a ugljičnog dioksida, CO ₂.

Za dušik je karakteristično da ima vrlo jaku trostruku vezu, N≡N, koja se ne može prekinuti bez ekstremne energije; na primjer, one koje pokreću munje. Dok CO ₂ ima dvije dvostruke veze, O = C = O, i produkt je svih reakcija izgaranja s viškom kisika.

Primjeri inertnih plinova

helijum

Označen slovima He, on je nakon vodika najzastupljeniji element u svemiru. On čini oko jedne petine mase zvijezda i sunca.

Na Zemlji se može naći u rezervoarima prirodnog plina, koji se nalaze u Sjedinjenim Državama i istočnoj Europi.

Neon, argon, kripton, ksenon, radon

Ostatak plemenitih plinova iz skupine 18 su Ne, Ar, Kr, Xe i Rn.

Od svih njih, argon je najzastupljeniji u zemljinoj kori (0,93% zraka koji udišemo je argon), dok je radon daleko najcjenjeniji, produkt radioaktivnog raspada urana i torija. Stoga se on nalazi na raznim terenima s tim radioaktivnim elementima, čak i ako se nalaze duboko pod zemljom.

Kako su ti elementi inertni, vrlo su korisni za istiskivanje kisika i vode iz okoline; kako bi se zajamčilo da ne interveniraju u određenim reakcijama gdje mijenjaju konačne proizvode. Argon nalazi puno koristi u tu svrhu.

Koriste se i kao izvori svjetlosti (neonska svjetla, lampione vozila, lampe, laseri itd.).

Reference

1. Cynthia Shonberg. (2018.). Inertni plin: definicija, vrste i primjeri. Oporavilo od: study.com
2. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. U elementima grupe 18. (četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
3. Whitten, Davis, Peck i Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 879-881.
4. Wikipedia. (2018.). Inertni plin. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
5. Brian L. Smith. (1962). Inertni plinovi: Idealni atomi za istraživanje., Preuzeto sa: calteches.library.caltech.edu
6. Profesorica Patricia Shapley. (2011). Plemeniti plinovi. University of Illinois Oporavak od: butane.chem.uiuc.edu
7. Bodner grupa. (SF). Kemija rijetkih plinova. Oporavak od: chemed.chem.purdue.edu