INERTNI PLINI: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

V inertni plini , znan tudi kot redke ali žlahtne pline, so tisti, ki niso imeli znatnega reaktivnosti. Beseda "inerten" pomeni, da atomi teh plinov ne morejo tvoriti velikega števila spojin in nekatere od njih, na primer helij, sploh ne reagirajo.

Tako bodo v prostoru, ki ga zasedajo atomi inertnega plina, reagirali z zelo specifičnimi atomi, ne glede na tlačne ali temperaturne pogoje, ki so jim izpostavljeni. V periodični tabeli sestavljajo skupino VIIIA ali 18, ki jo imenujemo skupina žlahtnih plinov.

Vir: Z Hi-Res slike kemijskih elementov (http://images-of-elements.com/xenon.php), prek Wikimedia Commons

Zgornja slika ustreza žarnici, napolnjeni s ksenonom, ki ga vzbudi električni tok. Vsak od žlahtnih plinov lahko zasije s svojimi barvami skozi pojavljanje električne energije.

V ozračju lahko najdemo inertne pline, čeprav v različnih razmerjih. Na primer, argon ima 0,93% zraka, neon pa 0,0015%. Drugi inertni plini izhajajo iz sonca in dosežejo zemljo ali pa nastajajo v njenih kamnitih temeljih, kjer jih najdemo kot radioaktivne produkte.

Značilnosti inertnega plina

Inertni plini se razlikujejo glede na njihove atomske celice. Vendar imajo vsi vrsto značilnosti, ki jih določajo elektronske strukture njihovih atomov.

Celotni sloji Valencije

Če se premikate po katerem koli obdobju periodične tabele od leve proti desni, elektroni zasedajo orbitale, ki so na voljo za elektronsko lupino n. Ko so s orbitale zapolnjene, sledi d (iz četrtega obdobja) in nato p orbitale.

Za blok p je značilno, da ima elektronsko konfiguracijo nsnp, pri čemer nastane največ osem elektronov, imenovanih vatenski oktet, ns ² np ⁶ . Elementi, ki predstavljajo to popolnoma napolnjeno plast, se nahajajo na skrajni desni strani periodične tabele: elementi skupine 18, elementi žlahtnih plinov.

Zato imajo vsi inertni plini popolne valenčne lupine s konfiguracijo ns ² np ⁶ . Tako dobimo spreminjanje števila n vsakega od inertnih plinov.

Edina izjema od te lastnosti je helij, katerega n = 1 in zato nima p orbitali za to energijsko raven. Tako je elektronska konfiguracija helija 1s ² in nima enega valenčnega okteta, ampak dva elektrona.

Medsebojno delujejo sile Londona

Atome žlahtnih plinov lahko predstavljamo kot izolirane sfere z zelo malo nagnjenosti k reakciji. Če imajo valenčne lupine napolnjene, jim ni treba sprejemati elektronov, da bi tvorili vezi, in imajo tudi homogeno elektronsko porazdelitev. Zato, da ne tvorijo vezi ali med seboj (za razliko od kisika, O ₂ , O = O).

Ker so atomi, ne morejo medsebojno vplivati ​​s pomočjo dipol-dipolnih sil. Tako je edina sila, ki lahko trenutno drži dva atoma inertnega plina skupaj, londonske ali raztresene sile.

To je zato, ker lahko njihovi elektroni, čeprav so krogle s homogeno elektronsko porazdelitvijo, ustvarijo zelo kratke trenutne dipole; dovolj, da polariziramo sosednji atom inertnega plina. Tako se dva B atoma med seboj privlačita in za kratek čas tvorita BB par (ne BB vez).

Zelo nizka tališča in vrelišča

Zaradi šibkih londonskih sil, ki imajo svoje atome skupaj, komajda delujejo, da bi se pokazale kot brezbarvni plini. Da se kondenzirajo v tekočo fazo, potrebujejo zelo nizke temperature in tako prisilijo, da se njihovi atomi "upočasnijo", interakcije BBB ··· pa trajajo dlje.

To lahko dosežemo tudi s povečanjem tlaka. S tem prisili svoje atome, da se pri večjih hitrostih trčijo med seboj, zaradi česar se kondenzirajo v tekočine z zelo zanimivimi lastnostmi.

Če je tlak zelo visok (več desetkrat višji od atmosferskega) in je temperatura zelo nizka, lahko žlahtni plini preidejo celo v trdno fazo. Tako lahko obstajajo inertni plini v treh glavnih fazah snovi (trdna tekočina-plin). Vendar pa pogoji, ki so potrebni za to, zahtevajo zahtevne tehnologije in metode.

Ionizacijske energije

Plemeniti plini imajo zelo visoko ionizacijsko energijo; najvišji od vseh elementov periodične tabele. Zakaj? Zaradi prve značilnosti: polna valenčna plast.

Če imamo vaktusni oktet ns ² np ⁶ , odstranitev elektrona iz p orbitale in postane B ⁺ ion konfiguracije elektronov ns ² np ⁵ , zahteva veliko energije. Toliko, da ima prva ionizacijska energija I ¹ za te pline vrednost, ki presega 1000 kJ / mol.

Močne povezave

Ne spadajo vsi inertni plini v skupino 18 periodične tabele. Nekateri od njih preprosto tvorijo dovolj močne in stabilne vezi, da jih ni mogoče zlahka pretrgati. Dve molekuli okvir tovrstne inertni plin: da dušik, N ₂ , in ogljikovega dioksida, CO ₂ .

Za dušik je značilno, da ima zelo močno trojno vez, N≡N, ki ga ni mogoče pretrgati brez ekstremne energije; na primer tiste, ki jih sproži strela. Medtem ko ima CO ₂ dve dvojni vezi, je O = C = O in je produkt vseh zgorevalnih reakcij s presežkom kisika.

Primeri inertnih plinov

Helij

Poimenovan s črkami He, je najpogostejši element v vesolju po vodiku. Tvori približno petino mase zvezd in sonca.

Na Zemlji ga lahko najdemo v rezervoarjih za zemeljski plin, ki se nahajajo v ZDA in vzhodni Evropi.

Neon, argon, kripton, ksenon, radon

Ostali žlahtni plini v skupini 18 so Ne, Ar, Kr, Xe in Rn.

Od vseh je argon najbolj bogat v zemeljski skorji (0,93% zraka, ki ga dihamo, je argon), medtem ko je radon daleč najbolj redek, produkt radioaktivnega razpadanja urana in torija. Zato ga najdemo na različnih terenih s temi radioaktivnimi elementi, tudi če jih najdemo globoko pod zemljo.

Ker so ti elementi inertni, so zelo koristni za izpodrivanje kisika in vode iz okolja; da bi zagotovili, da ne posegajo v določene reakcije, če spremenijo končne izdelke. Argon v tem namenu najde veliko koristi.

Uporabljajo se tudi kot viri svetlobe (neonske luči, luči za vozila, svetilke, laserji itd.).

Reference

1. Cynthia Shonberg. (2018). Inertni plin: definicija, vrste in primeri. Pridobljeno: study.com
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. V elementih skupine 18. (četrta izdaja). Mc Graw Hill.
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 879–881.
4. Wikipedija. (2018). Inertni plin. Pridobljeno: en.wikipedia.org
5. Brian L. Smith. (1962). Inertni plini: idealni atomi za raziskovanje. . Vzeto iz: calteches.library.caltech.edu
6. Profesorica Patricia Shapley. (2011). Plemeniti plini. Univerza v Illinoisu. Pridobljeno: butane.chem.uiuc.edu
7. Skupina Bodner. (sf). Kemija redkih plinov. Pridobljeno: chemed.chem.purdue.edu