Благородные газы

РЕФЕРАТ по химии НА ТЕМУ благородные газы Содержание Основные свойства. История открытия. 3 Физические свойства. Химические свойства. 7 Применение 10 Тестовые задания для повторения и контроля 12 Список использованной литературы 14 Основные свойства. История открытия.К благородным, или инертным, газам относятся гелий Не, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Хе, радон Rn. Они относятся к VIII группе, главной подгруппе периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Одноатомные газы без цвета и запаха. Внешняя электронная оболочка молекул заполнена s2p6, благодаря чему при нормальных условиях благородные газы моноатомны и химически инертны. Входят в состав земной атмосферы наиболее распространен аргон 0,934 по объему, наименее распространен ксенон 0,86 10-5. В небольших количествах содержатся в некоторых минералах, природных газах, в растворенном виде - в воде. Кроме этого, обнаружены также в атмосферах планет-гигантов и на Солнце гелий.

Открытие благородных газов и изучение их свойств представляют собой очень интересную историю, хотя и вызвавшую некоторые потрясения у ученых-химиков. Этот период в истории химии даже называли полушутливо кошмаром благородных газов. Первый благородный газ, аргон, был открыт в 1894 году. В это время возник горячий научный спор между двумя британскими учеными - лордом Рэлеем и Вильямом Рамзаем. Релею пришло в голову, что азот, полученный из воздуха после удаления кислорода, имел плотность несколько большую, чем азот, полученный химическим путем. Рамзай придерживался той точки зрения, что такую аномалию в плотности можно объяснить присутствием в воздухе неизвестного тяжелого газа. Его коллега, напротив, не хотел согласиться с этим. Релей считал, что это, скорее, какая-то тяжелая озоноподобная модификация азота.

Внести ясность мог только эксперимент. Рамзай удалил из воздуха кислород обычным способом - использовав его для сжигания, и связал азот, как он это обычно делал в своих лекционных опытах, пропуская его над раскаленным магнием.

Применив оставшийся газ для дальнейших спектральных исследований, изумленный ученый увидел невиданный раньше спектр с красными и зелеными линиями. Все лето 1894 года лорд Релей и Рамзай вели оживленную переписку и 18 августа сообщили об открытии новой составной части атмосферы аргона. Рамзай продолжил свои опыты и выяснил, что аргон еще более инертен, чем азот, и, очевидно, вообще не реагирует с каким-либо другим химическим веществом. Именно за это свойство он получил свое название аргон от греческого инертный.

Рамзай определил атомную массу аргона 40. Следовательно, его надо было бы поместить между калием и кальцием. Однако там не было свободного места Чтобы разрешить это противоречие, высказывались различные гипотезы. В частности, Д.И. Менделеев предположил, что аргон аллотропическая модификация азота N3, молекула которой предположительно обладала очень высокой устойчивостью. Рамзай вспомнил о сообщении доктора Гиллебранда из Института геологии в Вашингтоне.

В 1890 году американский ученый обратил внимание на то, что при разложении минерала клевеита кислотами выделяются значительные количества газа, который он считал азотом. Теперь Рамзай хотел проверить - быть может, в этом азоте, связанном в минерале, можно было бы обнаружить аргонОн разложил две унции редкой породы серной кислотой. В марте 1895 он изучил спектр собранного газа и был необычайно поражен, когда обнаружил сверкающую желтую линию, отличающуюся от известной желтой спектральной линии натрия.

Это был новый газ, не известный до той поры газообразный элемент. Уильям Крукс, который в Англии считался первейшим авторитетом в области спектрального анализа, сообщил своему коллеге, что пресловутая желтая линия - та же, что была замечена Локьером и Жансеном в 1868 году в спектре Солнца следовательно, гелий есть и на Земле. Рамзай нашел способ, как разместить оба вновь открытых газа в периодической системе, хотя формально места для них не было. К известным восьми группам элементов он добавил нулевую группу, специально для нульвалентных, нереакционноспособных благородных газов, как теперь стали называть новые газообразные элементы.

Когда Рамзай разместил благородные газы в нулевой группе по их атомной массе - гелий 4, аргон 40, то обнаружил, что между ними есть место еще для одного элемента. Рамзай сообщил об этом осенью 1897 года в Торонто на заседании Британского общества.

После многих неудачных опытов Рамзаю пришла в голову мысль искать их в воздухе. Тем временем немец Линде и англичанин Хемпсон практически одновременно опубликовали новый способ сжижения воздуха. Этим методом и воспользовался Рамзай и, действительно, с его помощью смог обнаружить в определенных фракциях сжиженного воздуха недостающие газы криптон затаившийся, ксенон чужой и неон новый. После этих открытий стало ясно, что в природе существует группа новых химических элементов и для нее нужно найти место в системе химических элементов.

Поскольку эти новые элементы были исключительно инертными и не проявляли химических свойств, то по предложению бельгийского химика Эрреры, а также Рамзая, и по согласованию с Д.И. Менделеевым в 1900 году в Периодическую систему была введена нулевая группа химических элементов, в которую вошли названные элементы, а также радон луч продукт радиоактивного распада радия открыт в 1901 году. Нулевая группа, естественно, располагалась перед первой группой номер группы в Периодической системе связан с максимальной валентностью химических элементов, проявляемой ими в кислородных соединениях, или с максимальной степенью окисления.

Огромные усилия химиков разных стран, направленные на выявление реакционной способности новых элементов, были тщетными. Они не вступали во взаимодействие ни с какими, даже самыми активными веществами, и потому был сделан вывод, что валентность и степень окисления благородных газов равны нулю. В связи с этим их назвали инертными газами.

Впоследствии это название было заменено термином благородные газы. Открытие благородных газов имело огромное значение для научного сообщества. В частности, оно помогло в проведении спектральных исследований. Оранжевая линия спектра стабильного изотопа криптона-86 принята в качестве международного эталона длины волны света. Однако самое большое значение открытие этих элементов имело для развития понятия валентности и учения о межмолекулярных силах.

В этом направлении работали ученые Коссель и Льюис, которые выдвинули гипотезу о том, что электронная оболочка из 8 электронов наиболее устойчива и различные атомы стремятся приобрести ее путем присоединения или отщепления электронов. До 1962 года считалось, что инертные газы не вступают ни в какие реакции. В 1962 году канадский ученый Н. Бартлетт смог получить соединение ксенона и гексафторида платины XePtF6. Бартлетт впервые получил соединение, в которое была вовлечена восьмиэлектронная оболочка ксенона. Таким образом был разрушен миф об абсолютной инертности благородно-газовой оболочки.

После этого название инертные газы уже не соответствовало действительности, поэтому по аналогии с малоактивными благородными металлами эту группу химических элементов назвали благородными газами. Поскольку были получены химические соединения, в которых максимальная валентность благородных газов равна 8, вместо нулевой группы их стали считать главной подгруппой VIII группы Периодической системы.

Физические свойства. Химические свойства

В 1962 году Бартлетт, изучая свойства гексафторида платины, соединения... В результате этой реакции получено новое соединение ксенона ХеСlO4 чре... Для гелия, неона и аргона стабильные фторидные соединения пока неизвес... Реагирует с хлором с образованием хлорида RnCl4. Между тем кислород образовывал с гексафторидом платины соединение сост...

Применение

Применение. Все шире применяется дуговая электросварка в среде аргона. Свет в ксеноновых лампах появляется сразу после включения, он ярок и и... Как и баритовая каша, применяющаяся при просвечивании кишечника, ксено... При этом он совершенно безвреден.

Тестовые задания для повторения и контроля

Первым из благородных газов был открыт А. Аргон В. Ксенон 5. 1894 В. Радон В.

Список использованной литературы

Список использованной литературы 1. Большой энциклопедический словарь.

Химия. М, 1998. 2. Крылов В.К Кукушкин Ю.Н Панина Н.С. Толковый химический словарь для всех. М, 1999. 3. Кукушкин Ю.Н. Реакционная способность благородных газовСоросовский образовательный журнал, том 7, 4, с. 52-58. М, 2001.