Pse dhe cilat gazra quhen "fisnikë"? Çfarë është gazi inert Vetitë kimike të gazeve fisnike

Edhe nëse nuk jeni kimist, ose person i afërt me kiminë, me siguri keni dëgjuar për një emër të tillë si gazet inerte. Ju ndoshta keni dëgjuar edhe për ekzistencën e një përkufizimi të tillë si gazrat fisnikë.

Është interesante që ky emër i është caktuar të njëjtit grup gazesh, dhe sot do të kuptojmë pse gazrat fisnikë quhen gazra fisnikë, dhe gjithashtu shqyrtojmë shkurtimisht informacionin rreth tyre.

Cilat janë gazrat inerte

Një grup i tërë substancash, ose më mirë elementë kimikë, përshtaten menjëherë me karakteristikat e gazeve inerte. Të gjithë kanë veti të ngjashme. Gazrat inerte karakterizohen se janë pa erë dhe pa erë në kushte normale. Përveç kësaj, ato dallohen edhe nga nivele shumë të ulëta të reaktivitetit kimik.

Grupi i gazeve inerte përfshin radonin, heliumin, ksenonin, argonin, kriptonin dhe neonin.

Pse gazet inerte u quajtën gaze fisnike?

Sot në kimi, gazrat inerte quhen gjithnjë e më shumë gaze fisnike, por më parë ky emër nuk ishte më pak i zakonshëm se ai zyrtar ("Inert"). Dhe historia e origjinës së këtij emri është mjaft interesante.

Emri e merr origjinën direkt nga vetitë e gazeve, sepse ato praktikisht nuk hyjnë në asnjë reagim me asnjë element tjetër të tabelës periodike, edhe nëse flasim për gaze. Nga ana tjetër, elementët e mbetur bëjnë me shumë dëshirë një "lidhje" të tillë, duke hyrë në reagime me njëri-tjetrin. Bazuar në këtë, gazrat inerte filluan të quheshin me emrin shumë të zakonshëm "Fisnik", i cili me kalimin e kohës fitoi status pothuajse zyrtar, i përdorur sot nga shkencëtarët.

Është gjithashtu interesante të dihet se përveç gazrave "fisnikë", gazrat inertë shpesh quhen gjithashtu "të rrallë". Dhe ky emër shpjegohet gjithashtu lehtësisht - në fund të fundit, midis të gjithë elementëve të tabelës periodike, mund të vërehen vetëm 6 gazra të tillë.

Përdorimi i gazeve inerte

Për shkak të karakteristikave të tyre, gazrat e rrallë janë mjaft të aftë për t'u përdorur në formën e ftohësve unikë në teknologjinë kriogjenike. Kjo u bë e mundur sepse pikat e vlimit dhe shkrirjes së elementeve janë shumë të ulëta.

Përveç kësaj, nëse flasim drejtpërdrejt për heliumin, ai përdoret si një nga komponentët për prodhimin e përzierjeve të frymëmarrjes që përdoren në mënyrë aktive gjatë zhytjes në skuba.

Përdoret gjerësisht edhe argoni, i cili përdoret në saldim dhe prerje. Dhe vetitë e përçueshmërisë së ulët termike e bëjnë argonin gjithashtu një material ideal për mbushjen e dritareve me xham të dyfishtë.

Nëngrupi kryesor i grupit të tetë të tabelës periodike përbëhet nga gazra fisnikë - helium, neoni, argon, kripton, ksenon dhe radoni. Këta elementë karakterizohen nga një aktivitet kimik shumë i ulët, gjë që bën që ato të quhen gaze fisnike ose inerte. Ata formojnë vetëm komponime me elementë të tjerë ose substanca me vështirësi; komponimet kimike të heliumit, neonit dhe argonit nuk janë marrë. Atomet e gazeve fisnike nuk kombinohen në molekula, me fjalë të tjera, molekulat e tyre janë monotomike.

Gazrat fisnikë përfundojnë çdo periudhë të sistemit të elementeve. Me përjashtim të heliumit, të gjithë kanë tetë elektrone në shtresën e jashtme elektronike të atomit, duke formuar një sistem shumë të qëndrueshëm. Predha elektronike e heliumit, e përbërë nga dy elektrone, është gjithashtu e qëndrueshme. Prandaj, atomet e gazit fisnik karakterizohen nga energji të larta jonizuese dhe, si rregull, nga energjitë e afinitetit negativ të elektroneve.

Në tabelë 38 tregon disa veti të gazeve fisnike, si dhe përmbajtjen e tyre në ajër. Mund të shihet se temperaturat e lëngëzimit dhe ngurtësimit të gazeve fisnike janë më të ulëta, aq më të ulëta janë masat atomike ose numrat serialë: temperatura më e ulët e lëngëzimit është për heliumin, më e larta për radonin.

Tabela 38. Disa veti të gazeve fisnike dhe përmbajtja e tyre në ajër

Deri në fund të shekullit të 19-të, besohej se ajri përbëhej vetëm nga oksigjeni dhe azoti. Por në 1894, fizikani anglez J. Rayleigh vërtetoi se dendësia e azotit të marrë nga ajri (1.2572) është pak më e madhe se dendësia e azotit të marrë nga komponimet e tij (1.2505). Profesori i kimisë W. Ramsay sugjeroi se ndryshimi në densitet shkaktohet nga prania e një gazi më të rëndë në azotin atmosferik. Duke kombinuar azotin me magnezin e nxehtë (Ramsay) ose duke shkaktuar kombinimin e tij me oksigjenin nga veprimi i një shkarkimi elektrik (Rayleigh), të dy shkencëtarët izoluan sasi të vogla të një gazi kimikisht inert nga azoti atmosferik. Kështu, u zbulua një element i panjohur deri tani i quajtur argon. Pas argonit, u izoluan heliumi, neoni, kriptoni dhe ksenoni, të përfshira në ajër në sasi të papërfillshme. Elementi i fundit i nëngrupit - radoni - u zbulua gjatë studimit të transformimeve radioaktive.

Duhet të theksohet se ekzistenca e gazeve fisnike ishte parashikuar që në vitin 1883, pra 11 vjet para zbulimit të argonit, nga shkencëtari rus II A. Morozov (1854-1946), i cili u burgos në 1882 për pjesëmarrje në lëvizjen revolucionare. nga qeveria cariste në kalanë e Shlisselburgut. N.A. Morozov përcaktoi saktë vendin e gazeve fisnike në tabelën periodike, parashtroi ide për strukturën komplekse të atomit, mundësinë e sintetizimit të elementeve dhe përdorimit të energjisë intra-atomike. N.A. Morozov u lirua nga burgu në 1905, dhe largpamjet e tij të jashtëzakonshme u bënë të njohura vetëm në 1907 pas botimit të librit të tij "Sistemet periodike të strukturës së materies", shkruar në izolim.

Në 1926, N. A. Morozov u zgjodh anëtar nderi i Akademisë së Shkencave të BRSS.

Për një kohë të gjatë besohej se atomet e gazit fisnik janë përgjithësisht të paaftë për të formuar lidhje kimike me atomet e elementeve të tjerë. Njiheshin vetëm komponime molekulare relativisht të paqëndrueshme të gazeve fisnike - për shembull, hidratet e formuara nga veprimi i gazrave fisnikë të ngjeshur në ujin kristalizues të superftohur. Këto hidrate i përkasin tipit clathrate (shih § 72); lidhjet valore nuk lindin gjatë formimit të komponimeve të tilla.

Formimi i klathrateve me ujë favorizohet nga prania e kaviteteve të shumta në strukturën kristalore të akullit (shih § 70).

Sidoqoftë, gjatë dekadave të fundit është zbuluar se kriptoni, ksenoni dhe radoni janë në gjendje të kombinohen me elementë të tjerë dhe, mbi të gjitha, me fluorin. Kështu, nga bashkëveprimi i drejtpërdrejtë i gazeve fisnike me fluorin (me ngrohje ose në një shkarkesë elektrike), janë marrë fluoride dhe. Të gjithë ata janë kristale që janë të qëndrueshme në kushte të zakonshme. Derivatet e ksenonit janë marrë edhe në gjendje oksidimi - heksafluorid, trioksid, hidroksid. Dy komponimet e fundit shfaqin veti acidike; pra, duke reaguar me alkalet, ato formojnë kripëra të acidit ksenonik, për shembull: .

- (gaz inert), një grup gazesh pa ngjyrë dhe pa erë që përbëjnë grupin 0 në tabelën periodike. Këto përfshijnë (në rend në rritje të numrit atomik) HELIUM, NEON, ARGON, KRYPTON, KSENON dhe RADON. Aktiviteti i ulët kimik... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

GAZET FISNIKE- GAZET FISNIKE, kim. elementet: helium, neoni, argon, kripton, ksenon dhe emanacion. Ata e kanë marrë emrin nga paaftësia e tyre për të reaguar me elementë të tjerë. Më 1894 anglisht. Shkencëtarët Rayleigh dhe Ramsay zbuluan se N e marrë nga ajri... ... Enciklopedia e Madhe Mjekësore

- (gazrat inerte), elementet kimike të grupit VIII të sistemit periodik: helium He, neoni Ne, argon Ar, kripton Kr, ksenon Xe, radoni Rn. Kimikisht inerte; të gjithë elementët përveç He formojnë komponime përfshirjeje, për shembull Ar?5.75H2O, oksidet Xe,... ... Enciklopedi moderne

Gazet fisnike- (gazrat inerte), elementet kimike të grupit VIII të sistemit periodik: helium He, neoni Ne, argon Ar, kripton Kr, ksenon Xe, radoni Rn. Kimikisht inerte; të gjithë elementët përveç Ai formojnë komponime përfshirjeje, për shembull Ar´5.75H2O, oksidet Xe,... ... Fjalor Enciklopedik i Ilustruar

- (gazrat inerte) elementet kimike: helium He, neoni Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radoni Rn; bëjnë pjesë në grupin VIII të tabelës periodike. Gazrat monoatomikë janë pa ngjyrë dhe pa erë. I pranishëm në sasi të vogla në ajër, i gjetur në... ... Fjalori i madh enciklopedik

Gazet fisnike- (gazrat inerte) elementet e grupit VIII të tabelës periodike të D.I.Mendeleev: helium He, neoni Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radoni Rn. I pranishëm në sasi të vogla në atmosferë, gjendet në disa minerale, gazra natyrorë,... ... Enciklopedia ruse e mbrojtjes së punës

GAZET FISNIKE- (shih) substanca të thjeshta të formuara nga atomet e elementeve të nëngrupit kryesor të grupit VIII (shih): helium, neoni, argon, kripton, ksenon dhe radoni. Në natyrë, ato formohen gjatë proceseve të ndryshme bërthamore. Në shumicën e rasteve, ato merren në mënyrë të pjesshme... ... Enciklopedia e Madhe Politeknike

- (gazrat inerte), elementet kimike: helium He, neoni Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radoni Rn; bëjnë pjesë në grupin VIII të tabelës periodike. Gazrat monoatomikë janë pa ngjyrë dhe pa erë. I pranishëm në sasi të vogla në ajër, i gjetur në... ... fjalor enciklopedik

- (gazrat inerte, gazet e rralla), kimike. elementet VIII gr. periodike sistemet: helium (He), neoni (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn). Në natyrë ato formohen si rezultat i dekompozimit. proceset bërthamore. Ajri përmban 5,24 * 10 4% në vëllim Ai, ... ... Enciklopedia kimike

- (gazrat inerte), kimike elementet: helium He, neoni Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe, radoni Rn; i përkasin grupit të VIII periodik. sistemeve. Gazrat monoatomikë janë pa ngjyrë dhe pa erë. Ato janë të pranishme në sasi të vogla në ajër, të përfshira në disa... ... Shkenca natyrore. fjalor enciklopedik

libra

• , D. N. Putintsev, N. M. Putintsev. Libri shqyrton vetitë strukturore, termodinamike dhe dielektrike të gazeve fisnike, marrëdhëniet e tyre me njëri-tjetrin dhe me bashkëveprimin ndërmolekular. Një pjesë e tekstit të manualit shërben...
• Struktura dhe vetitë e substancave të thjeshta. Gazet fisnike. Tutorial. Grif MO RF, Putintsev D.N. Libri shqyrton vetitë strukturore, termodinamike dhe dielektrike të gazeve fisnike, marrëdhëniet e tyre me njëri-tjetrin dhe me ndërveprimin ndërmolekular. Një pjesë e tekstit të manualit shërben...

Shkolla Ndërkombëtare Britanike

Abstrakt mbi kiminë

"Gazet inerte dhe vetitë e tyre"

Nxënëse e klasës së 9-të

Sokolenko Alexey

Mbikëqyrësi:

Chernysheva I.V.

II hyrje………………………………………………………………………………………… 2

1.1 Gazet inerte – elementet e grupit VIIIA…………………………………………………………………………

1.2 Argoni në tokë dhe në univers………………………………………………………………….5

II Historia e zbulimit të gazrave…………………………………………………………………………

2.1 Argoni………………………………………………………………………………… 7

2.2 Helium………………………………………………………………………………..8

2.3 Kripton…………………………………………………………………………..9

2.4 Neoni………………………………………………………………………………9

2.5 Ksenon……………………………………………………………………………………………….9

2.6 Radoni…………………………………………………………………………….10

III Vetitë e gazeve inerte dhe përbërjet e tyre……………………………………………………………………………………………………

3.1 Vetitë fizike të gazeve inerte…………………………………………….10

3.2 Vetitë kimike të gazeve inerte…………………………………………………………………………………………………………………

3.3 Marrja e Argonit………………………………………………………………..14

3.4 Vetitë fiziologjike të gazeve inerte………………………………………15

Përdorimi IV i gazeve inerte……………………………………………………………..16

Lista e referencave……………………………………………………………………………………………….

I. paraqitje.

Kudo dhe kudo jemi të rrethuar nga ajri atmosferik. Nga çfarë përbëhet? Përgjigja nuk është e vështirë: nga 78,08 për qind azot, 20,9 për qind oksigjen, 0,03 për qind dioksid karboni, 0,00005 për qind hidrogjen, rreth 0,94 për qind janë të ashtuquajturat gazra inerte. Këto të fundit u zbuluan vetëm në fund të shekullit të kaluar.

Radoni formohet gjatë zbërthimit radioaktiv të radiumit dhe gjendet në sasi të papërfillshme në materialet që përmbajnë uranium, si dhe në disa ujëra natyrore. Heliumi, një produkt i kalbjes radioaktive α të elementeve, ndonjëherë gjendet në sasi të konsiderueshme në gazin natyror dhe gazin e çliruar nga puset e naftës. Ky element gjendet në sasi të mëdha në Diell dhe yje të tjerë. Është elementi i dytë më i bollshëm në univers (pas hidrogjenit).

1.1 Gazet inerte - elementet e grupit 8A.

Konfigurimi i shtresës së jashtme elektronike të atomeve të heliumit 1 s 2, elementët e mbetur të nëngrupit VIII - ns 2 n.p. 6 .

1.2 Argoni në tokë dhe në univers.

Ka shumë më tepër argon në Tokë sesa të gjithë elementët e tjerë të grupit të tij të kombinuara. Përmbajtja e tij mesatare në koren e tokës (Clarke) është 14 herë më e lartë se heliumi dhe 57 herë më e lartë se neoni. Në ujë ka argon, deri në 0,3 cm 3 për litër ujë deti dhe deri në 0,55 cm 3 për litër ujë të freskët. Është kureshtare që më shumë argon gjendet në ajrin e fshikëzës së notit të peshkut sesa në ajrin atmosferik. Kjo për shkak se argoni është më i tretshëm në ujë se sa azoti... “Magazinimi” kryesor i argonit tokësor është atmosfera. Ai përmban (nga pesha) 1.286%, dhe 99.6% e argonit atmosferik është izotopi më i rëndë - argon-40. Përqindja e këtij izotopi në argonin e kores së tokës është edhe më e madhe. Ndërkohë, për shumicën dërrmuese të elementeve të dritës, fotografia është e kundërta - mbizotërojnë izotopet e dritës. Arsyeja e kësaj anomalie u zbulua në vitin 1943. Në koren e tokës ekziston një burim i fuqishëm i argon-40 - një izotop radioaktiv i kaliumit 40 K. Në shikim të parë, nuk ka shumë nga ky izotop në thellësi - vetëm 0,0119% të përmbajtjes totale të kaliumit. Sidoqoftë, sasia absolute e kaliumit-40 është e madhe, pasi kaliumi është një nga elementët më të bollshëm në planetin tonë. Çdo ton shkëmb magmatik përmban 3.1 g kalium-40. Prishja radioaktive e bërthamave atomike të kaliumit-40 ndodh njëkohësisht në dy mënyra. Përafërsisht 88% e kaliumit-40 i nënshtrohet kalbjes beta dhe shndërrohet në kalcium-40. Por në 12 raste nga 100 (mesatarisht), bërthamat e kaliumit-40 nuk lëshojnë, por, përkundrazi, kapin një elektron nga orbita K më afër bërthamës ("K-kapja"). Elektroni i kapur kombinohet me një proton - një neutron i ri formohet në bërthamë dhe një neutrino lëshohet. Numri atomik i elementit zvogëlohet me një, por masa e bërthamës mbetet praktikisht e pandryshuar. Kështu shndërrohet kaliumi në argon. Gjysma e jetës prej 40 K është mjaft e gjatë - 1.3 miliardë vjet. Prandaj, procesi i formimit të 40 Ar në zorrët e Tokës do të vazhdojë për një kohë të gjatë, shumë të gjatë. Prandaj, edhe pse jashtëzakonisht ngadalë, përmbajtja e argonit në koren e tokës dhe atmosferën do të rritet në mënyrë të qëndrueshme, ku argoni "shfrytet" nga litosfera si rezultat i proceseve vullkanike, motit dhe rikristalizimit të shkëmbinjve, si dhe nga burimet e ujit. Vërtetë, gjatë ekzistencës së Tokës, furnizimi i kaliumit radioaktiv u varfërua plotësisht - u bë 10 herë më pak (nëse mosha e Tokës konsiderohet e barabartë me 4.5 miliardë vjet). Raporti i izotopeve 40 Ar: 40 K dhe 40 Ar: 36 Ar në shkëmbinj formoi bazën e metodës së argonit për përcaktimin e moshës absolute të mineraleve. Natyrisht, sa më e madhe të jetë marrëdhënia, aq më e vjetër është raca. Metoda e argonit konsiderohet më e besueshme për përcaktimin e moshës së shkëmbinjve magmatikë dhe shumicës së mineraleve të potasës. Për zhvillimin e kësaj metode, profesor E.K. Gerling u nderua me Çmimin Lenin në 1963. Pra, i gjithë ose pothuajse i gjithë argon-40 në Tokë e ka origjinën nga kalium-40. Prandaj, izotopi i rëndë dominon në argonin tokësor. Ky faktor shpjegon, meqë ra fjala, një nga anomalitë e tabelës periodike. Ndryshe nga parimi origjinal i ndërtimit të tij - parimi i peshave atomike - argoni vendoset në tabelë përpara kaliumit. Nëse në argon dominonin izotopet e dritës, si në elementët fqinjë (siç duket në hapësirë), atëherë pesha atomike e argonit do të ishte dy deri në tre njësi më pak... Tani për izotopet e dritës. Nga vijnë 36 Ar dhe 38 Ar? Është e mundur që një pjesë e këtyre atomeve të jetë me origjinë relikte, d.m.th. Një pjesë e argonit të lehtë erdhi në atmosferën e tokës nga hapësira gjatë formimit të planetit tonë dhe atmosferës së tij. Por shumica e izotopeve të lehta të argonit kanë lindur në Tokë si rezultat i proceseve bërthamore. Ka të ngjarë që jo të gjitha proceset e tilla të jenë zbuluar ende. Me shumë mundësi, disa prej tyre u ndalën shumë më parë, pasi atomet "mëmë" jetëshkurtër u shteruan, por ka ende procese bërthamore në vazhdim në të cilat lindin argon-36 dhe argon-38. Ky është zbërthimi beta i klorit-36, bombardimi i grimcave alfa (në mineralet e uraniumit) të squfurit-33 dhe klorit-35:

36 17 Cl β – → 36 18 Ar + 0 –1 e + ν.

33 16 S + 4 2 He → 36 18 Ar + 1 0 n .

35 17 Cl + 4 2 He → 38 18 Ar + 1 0 n + 0 +1 e .

Argoni është i pranishëm në çështjen e Universit edhe më me bollëk sesa në planetin tonë. Është veçanërisht i bollshëm në çështjen e yjeve të nxehtë dhe mjegullnajave planetare. Vlerësohet se ka më shumë argon në hapësirë ​​se sa klor, fosfor, kalcium dhe kalium - elementë që janë shumë të zakonshëm në Tokë. Izotopet 36 Ar dhe 38 Ar dominojnë në argon kozmik; ka shumë pak argon-40 në Univers. Kjo tregohet nga analiza spektrale masive e argonit nga meteoritët. Llogaritjet e prevalencës së kaliumit na bindin për të njëjtën gjë. Rezulton se në hapësirë ​​ka afërsisht 50 mijë herë më pak kalium se argoni, ndërsa në Tokë raporti i tyre është qartësisht në favor të kaliumit - 660: 1. Dhe meqenëse ka pak kalium, atëherë nga vjen argoni-40?!

IIHistoria e zbulimit të gazeve inerte.

Nga fundi i shekullit të 18-të, shumë nga gazrat e njohur ishin zbuluar. Këto përfshinin: oksigjen - një gaz që mbështet djegien; dioksidi i karbonit - ai mund të zbulohej lehtësisht nga një veti shumë e jashtëzakonshme: turbullonte ujin gëlqeror; dhe, së fundi, azoti, i cili nuk mbështet djegien dhe nuk ka asnjë efekt në ujin gëlqeror. Kjo ishte përbërja e atmosferës në mendjet e kimistëve të asaj kohe dhe askush përveç shkencëtarit të famshëm anglez Lord Cavendish nuk e dyshoi.

Dhe ai kishte arsye për të dyshuar.

Në 1785 ai kreu një eksperiment mjaft të thjeshtë. Para së gjithash, ai hoqi dioksidin e karbonit nga ajri. Ai veproi në përzierjen e mbetur të azotit dhe oksigjenit me një shkëndijë elektrike. Azoti, duke reaguar me oksigjenin, prodhoi avuj të dhunshëm të oksideve të azotit, të cilët, duke u tretur në ujë, u kthyen në acid nitrik. Ky operacion u përsërit shumë herë.

Megjithatë, pak më pak se një e qindta e vëllimit të ajrit të marrë për eksperiment mbeti e pandryshuar. Fatkeqësisht, ky episod u harrua për shumë vite.

Në 1785, kimisti dhe fizikani anglez G. Cavendish zbuloi një gaz të ri në ajër, jashtëzakonisht i qëndrueshëm kimikisht. Ky gaz përbënte afërsisht njëqind e njëzetat e vëllimit të ajrit. Por Cavendish nuk ishte në gjendje të zbulonte se çfarë lloj gazi ishte. Ky eksperiment u kujtua 107 vjet më vonë, kur John William Strutt (Lord Rayleigh) hasi në të njëjtën papastërti, duke vënë në dukje se azoti në ajër ishte më i rëndë se azoti i izoluar nga komponimet. Duke mos gjetur një shpjegim të besueshëm për anomalinë, Rayleigh, përmes revistës Nature, iu drejtua kolegëve të tij shkencëtarë të natyrës me një propozim për të menduar së bashku dhe për të punuar për të zbardhur shkaqet e saj... Dy vjet më vonë, Rayleigh dhe W. Ramsay vërtetuan se atje është me të vërtetë një përzierje e një gazi të panjohur në azotin e ajrit, më i rëndë se azoti dhe kimikisht jashtëzakonisht inert. Kur ata dolën publikisht me zbulimin e tyre, ishte mahnitëse. Shumëkujt i dukej e pabesueshme që disa breza shkencëtarësh, të cilët kryen mijëra teste ajri, e anashkaluan përbërësin e tij, madje edhe një të tillë të dukshëm - pothuajse një përqindje! Nga rruga, ishte në këtë ditë dhe orë, 13 gusht 1894, që argoni mori emrin e tij, i cili përkthyer nga greqishtja do të thotë "joaktiv". Ai u propozua nga Dr. Medan, i cili drejtoi mbledhjen. Ndërkohë, nuk është për t'u habitur që argoni u shpëtoi shkencëtarëve për kaq shumë kohë. Në fund të fundit, në natyrë ai nuk tregoi absolutisht asgjë nga vetja! Një paralele me energjinë bërthamore sugjeron vetveten: duke folur për vështirësitë e zbulimit të saj, A. Ajnshtajni vuri në dukje se nuk është e lehtë të njohësh një person të pasur nëse nuk i shpenzon paratë e tij... Skepticizmi i shkencëtarëve u shpërnda shpejt nga testimi eksperimental. dhe vendosja e konstanteve fizike të argonit. Por nuk ishte pa kosto morale: i mërzitur nga sulmet e kolegëve të tij (kryesisht kimistëve), Rayleigh braktisi studimin e argonit dhe kimisë në përgjithësi dhe i fokusoi interesat e tij në problemet fizike. Një shkencëtar i madh, ai arriti rezultate të jashtëzakonshme në fizikë, për të cilat iu dha çmimi Nobel në vitin 1904. Pastaj në Stokholm ai u takua përsëri me Ramsay, i cili në të njëjtën ditë mori çmimin Nobel për zbulimin dhe studimin e gazeve fisnike, duke përfshirë argonin.

Në shkurt 1895, Razmay mori një letër nga meteorologu londinez Myers, ku ai raportonte mbi eksperimentet e gjeologut amerikan Hillebrand, i cili ziente minerale të rralla të uraniumit në acid sulfurik dhe vëzhgoi lëshimin e një gazi, vetitë e të cilit i ngjanin azotit. Sa më shumë uranium të përmbahej në minerale, aq më shumë gaz lëshohej. Hillebrand supozoi paraprakisht se ky gaz ishte azot. "A mund të jetë argoni?" – pyeti autori i letrës.

Së shpejti Razmay dërgoi ndihmësit e tij në dyqanet kimike të Londrës për mineralin e uraniumit kleveit. U blenë 30 gram kleveit dhe në të njëjtën ditë Razmay dhe ndihmësi i tij Matthews nxorrën disa centimetra kub gaz. Razmay ia nënshtroi këtë gaz ekzaminimit spektroskopik. Ai pa një vijë të verdhë të ndritshme, shumë të ngjashme me vijën e natriumit dhe në të njëjtën kohë të ndryshme nga ajo në pozicionin e saj në spektër. Razmay u befasua aq shumë sa çmontoi spektroskopin, e pastroi, por me një eksperiment të ri ai zbuloi përsëri një vijë të verdhë të ndezur që nuk përkonte me vijën e natriumit. Razmay shikoi përmes spektrit të të gjithë elementëve. Më në fund ai kujtoi një linjë misterioze në spektrin e koronës diellore.

Në vitin 1868, gjatë një eklipsi diellor, studiuesi francez Jansen dhe anglezi Lockyer zbuluan një vijë të verdhë të shndritshme në spektrin e spikaturave diellore, e cila nuk ishte në spektrin tokësor të burimeve të dritës. Në 1871, Lockyer sugjeroi nëse kjo linjë mund t'i përkiste spektrit të një substance të panjohur në Tokë.

Ai e quajti këtë element hipotetik helium, domethënë "diellor". Por ai nuk u gjet në tokë. Fizikanët dhe kimistët nuk ishin të interesuar për të: në Diell, thonë ata, kushtet janë krejtësisht të ndryshme, dhe atje hidrogjeni do të kalojë për helium.

Pra, a është vërtet ky helium në duart e tij? Razmay është pothuajse i sigurt për këtë, por ai dëshiron të dëgjojë konfirmimin nga spektroskopisti i famshëm Crookes. Razmai i dërgon gaz për kërkime dhe i shkruan se ka gjetur një gaz të ri, të cilin e quan krypton, që në greqisht do të thotë “i fshehur”. Telegrami nga Crookes thoshte: "Krypton është helium".

2.3 Kripton.

Deri në vitin 1895, u zbuluan dy gaze inerte. Ishte e qartë se midis tyre duhet të kishte një gaz tjetër, vetitë e të cilit Razmay i përshkroi sipas shembullit të Mendelejevit. Lecoq de Boisbaudran madje parashikoi peshën e gazit të pazbuluar - 20,0945.

Dhe nuk dihet nëse shkencëtari do të kishte zbuluar gaze të reja inerte nëse, gjatë kërkimit të tij, Linde në Genmania dhe Hampson në Angli nuk do të kishin marrë njëkohësisht një patentë për një makinë që lëngonte ajrin.

Kjo makinë dukej se ishte krijuar posaçërisht për zbulimin e gazeve inerte. Parimi i funksionimit të tij bazohet në një fenomen fizik të njohur: nëse ngjeshni ajrin, atëherë lëreni të zgjerohet shpejt, ftohet. Ajri i ftohur përdoret për të ftohur një pjesë të re të ajrit që hyn në makinë, etj., derisa ajri të kthehet në lëng.

Pasi kishte avulluar pothuajse të gjithë azotin dhe oksigjenin, Razmai vendosi ajrin e lëngshëm të mbetur në gazometër. Ai mendoi të gjente helium në të, pasi besonte se ky gaz avullon më ngadalë se oksigjeni dhe azoti. Ai e pastroi gazin në një gazometër nga papastërtitë e oksigjenit dhe azotit dhe regjistroi një spektër në të cilin ai regjistroi dy linja të panjohura më parë.

Më pas, Razmay vendosi 15 litra argon në një cilindër në ajër të lëngshëm. Për të gjetur një gaz inert, i llogaritur të jetë më i lehtë se argoni dhe kriptoni, Razmay mblodhi pjesët e para të avullimit të argonit. Rezultati ishte një spektër i ri me vija të kuqe të ndezura. Razmai e quajti gazin e lëshuar neon, që do të thotë "i ri" në greqisht.

Më pas, Razmay vendosi 15 litra argon në një cilindër në ajër të lëngshëm. Për të gjetur një gaz inert, i llogaritur të jetë më i lehtë se argoni dhe kriptoni, Razmay mblodhi pjesët e para të avullimit të argonit. Rezultati ishte një spektër i ri me vija të kuqe të ndezura. Razmai e quajti gazin e ri neon, që do të thotë "i ri" në greqisht.

2.5 ksenon.

Në 1888, ndihmësi i Razmay Travers ndërtoi një makinë të aftë për të prodhuar një temperaturë prej -253 0 C. Me ndihmën e saj u përftua argon i fortë. Të gjithë gazrat u distiluan përveç kriptonit. Dhe tashmë në kriptonin e parafinuar, u gjet ksenon ("i huaj"). Për të marrë 300 centimetra kub ksenon, shkencëtarët duhej të përpunonin 77.5 milionë litra ajër atmosferik gjatë 2 viteve.

Është thënë tashmë se heliumi është i pranishëm në mineralet e uraniumit. Sa më shumë uranium në kleveit, aq më shumë helium. Razmay u përpoq për një kohë të gjatë të gjente një lidhje midis përmbajtjes së uraniumit dhe heliumit, por ai dështoi. Zgjidhja erdhi nga ana tjetër; u shoqërua me zbulimin e radioaktivitetit.

U zbulua se radiumi lëshonte një substancë të gaztë të quajtur emanacion. 1 gram radium në ditë lëshonte një milimetër kub emanacion. Në vitin 1903, Razmay dhe fizikani i famshëm Soddy filluan të studionin emanacionin. Ata kishin në dispozicion vetëm 50 miligramë brom radiumi; në të njëjtën kohë ato nuk kishin më shumë se 0.1 milimetër kub emanacion.

Për të kryer punën, Razmay ndërtoi peshore ultra të ndjeshme që tregonin katër miliardat e gramit. Studiuesit zbuluan shpejt se emanacioni është anëtari i fundit i familjes së gazit fisnik.

Për një kohë të gjatë ata nuk ishin në gjendje të ekzaminonin spektrin e emanimit. Një herë, pasi e lanë tubin me emanacion për disa ditë, ata e vendosën atë në një spektroskop dhe u befasuan kur panë linjat e njohura të heliumit në spektroskop.

Ky fakt konfirmoi supozimin e Rutherford dhe Soddy se transformimi radioaktiv është i lidhur me transformimin e atomeve. Radiumi u shpërbë spontanisht, u shndërrua në një emanacion dhe lëshoi ​​bërthamën e një atomi heliumi. Një element u shndërrua në një tjetër.

Shkencëtarët tani e kuptojnë pse helium gjendet në materialet e uraniumit; është një nga produktet e kalbjes së uraniumit. Në vitin 1923, me vendim të Komitetit Ndërkombëtar për Elementet Kimike, emanacioni u riemërua radon.

III Vetitë e gazeve inerte dhe përbërjet e tyre.

3.1 Vetitë fizike të gazeve inerte.

Gazet fisnike janë gazra pa ngjyrë, monoatomike, pa ngjyrë ose erë.

Gazet fisnike kanë përçueshmëri elektrike më të lartë se gazrat e tjerë dhe shkëlqejnë kur rryma kalon nëpër to: helium me një dritë të verdhë të shndritshme, sepse në spektrin e tij relativisht të thjeshtë vija e dyfishtë e verdhë mbizotëron mbi të gjitha të tjerat; neoni ka një dritë të kuqe të zjarrtë, pasi linjat e tij më të ndritshme shtrihen në pjesën e kuqe të spektrit.

Natyra e ngopur e molekulave atomike të gazeve inerte reflektohet edhe në faktin se gazrat inerte kanë pika më të ulëta të lëngëzimit dhe ngrirjes se gazrat e tjerë me të njëjtën peshë molekulare. Nga nëngrupi i gazeve të rënda inerte, argoni është më i lehtë. Është 1.38 herë më i rëndë se ajri. Bëhet i lëngshëm në -185,9°C, ngurtësohet në -189,4°C (në kushte normale presioni).

Ndryshe nga heliumi dhe neoni, ai absorbohet mjaft mirë në sipërfaqet e lëndëve të ngurta dhe tretet në ujë (3,29 cm 3 në 100 g ujë në 20 ° C). Argoni tretet edhe më mirë në shumë lëngje organike. Por praktikisht është i pazgjidhshëm në metale dhe nuk shpërndahet përmes tyre.

3.2 Vetitë kimike të gazeve inerte.

Për një kohë të gjatë, nuk u gjetën kushte në të cilat gazrat fisnike mund të hynin në ndërveprime kimike. Ata nuk formuan komponime të vërteta kimike. Me fjalë të tjera, valenca e tyre ishte zero. Mbi këtë bazë, u vendos që grupi i ri i elementeve kimike të konsiderohej zero. Aktiviteti i ulët kimik i gazeve fisnike shpjegohet me konfigurimin e ngurtë me tetë elektrone të shtresës së jashtme elektronike. Polarizueshmëria e atomeve rritet me rritjen e numrit të shtresave elektronike. Prandaj, duhet të rritet kur kalon nga helium në radon. Reaktiviteti i gazeve fisnike gjithashtu duhet të rritet në të njëjtin drejtim.

Kështu, tashmë në vitin 1924, u shpreh ideja se disa komponime të gazeve të rënda inerte (në veçanti, fluoridet dhe kloruret ksenon) janë termodinamikisht mjaft të qëndrueshëm dhe mund të ekzistojnë në kushte normale. Nëntë vjet më vonë, kjo ide u mbështet dhe u zhvillua nga teoricienët e famshëm - Pauling dhe Oddo. Studimi i strukturës elektronike të predhave të kriptonit dhe ksenonit nga pikëpamja e mekanikës kuantike çoi në përfundimin se këto gaze janë në gjendje të formojnë komponime të qëndrueshme me fluorin. Kishte edhe eksperimentues që vendosën të testonin hipotezën, por koha kaloi, eksperimentet u kryen dhe fluori ksenon nuk u përftua. Si rezultat, pothuajse e gjithë puna në këtë zonë u ndërpre dhe më në fund u krijua mendimi për inertitetin absolut të gazeve fisnike.

Megjithatë, në vitin 1961, Bartlett, një punonjës i një prej universiteteve në Kanada, duke studiuar vetitë e heksafluoridit të platinit, një përbërës më aktiv se vetë fluori, zbuloi se potenciali jonizues i ksenonit është më i ulët se ai i oksigjenit (12, 13 dhe 12, 20 eV, përkatësisht). Ndërkohë, oksigjeni formoi një përbërje me përbërje O 2 PtF 6 me heksafluorid platini ... Bartlett kreu një eksperiment dhe në temperaturën e dhomës nga heksafluoridi i gaztë i platinit dhe ksenoni i gaztë ai përftoi një substancë të ngurtë portokalli-verdhë - ksenon heksafluoroplatinat XePtF6, sjellja e të cilave nuk është e ndryshme nga sjellja e përbërjeve të zakonshme kimike. Kur nxehet në vakum, XePtF 6 sublimohet pa dekompozim; në ujë hidrolizohet, duke lëshuar ksenon:

2XePtF 6 + 6H 2 O = 2Xe + O 2 + 2PtO 2 + 12HF

Puna e mëvonshme e Bartlett bëri të mundur vërtetimin se ksenoni, në varësi të kushteve të reaksionit, formon dy komponime me heksafluorid platinit: XePtF 6 dhe Xe (PtF 6) 2; kur ato hidrolizohen, fitohen të njëjtat produkte përfundimtare. Pasi e bindi veten se ksenoni kishte reaguar me të vërtetë me heksafluorid platini, Bartlett bëri një raport dhe në 1962 botoi një artikull në revistën Proceedings of the Chemical Society mbi zbulimin e tij. Artikulli ngjalli interes të madh, megjithëse shumë kimistë e trajtuan atë me mosbesim të pambuluar. Por tre javë më vonë, eksperimenti i Bartlett u përsërit nga një grup studiuesish amerikanë të udhëhequr nga Chernik në Laboratorin Kombëtar Argonne. Përveç kësaj, ata ishin të parët që sintetizuan komponime të ngjashme ksenon me heksafluoride rutenium, rodium dhe plutonium. Kështu u zbuluan pesë komponimet e para të ksenonit: XePtF 6, Xe (PtF 6) 2, XeRuF 6, XeRhF 6, XePuF 6 - u shpërnda miti për inertitetin absolut të gazeve fisnike dhe u hodh fillimi i kimisë së ksenonit. Ka ardhur koha për të testuar korrektësinë e hipotezës për mundësinë e ndërveprimit të drejtpërdrejtë të ksenonit me fluorin.

Një përzierje gazesh (1 pjesë ksenon dhe 5 pjesë fluor) u vendos në një enë nikeli (pasi nikeli është më rezistent ndaj fluorit) dhe u ngroh nën presion relativisht të ulët. Pas një ore, anija u fto shpejt dhe gazi i mbetur në të u pompua dhe u analizua. Ishte fluor. Të gjithë ksenon reaguan! Ata hapën enën dhe gjetën kristale pa ngjyrë XeF 4 në të. Tetrafluoridi i ksenonit doli të ishte një përbërës plotësisht i qëndrueshëm; molekula e tij ka formën e një katrori me jone fluori në qoshe dhe ksenon në qendër. Ksenon tetrafluoride fluoride merkuri:

XeF 4 + 2Hg = Xe + 2HgF 2

Platini gjithashtu fluorohet me këtë substancë, por i tretur vetëm në fluor hidrogjeni.

Një gjë interesante në lidhje me kiminë e ksenonit është se duke ndryshuar kushtet e reagimit, është e mundur të merret jo vetëm XeF 4, por edhe fluoride të tjera - XeF 2, XeF 6.

Kimistët sovjetikë V.M. Khutoretsky dhe V.A. Shpansky treguan se kushtet e vështira nuk janë aspak të nevojshme për sintezën e difluoridit të ksenonit. Sipas metodës që ata propozuan, një përzierje e ksenonit dhe fluorit (në një raport molekular 1:1) futet në një enë prej nikeli ose inoksi dhe kur presioni rritet në 35 atm, fillon një reagim spontan.

XeF 2 është i vetmi fluor ksenon që mund të prodhohet pa përdorur fluorin elementar. Formohet nga veprimi i një shkarkimi elektrik në një përzierje të ksenonit dhe tetrafluoridit të karbonit. Sigurisht, sinteza e drejtpërdrejtë është gjithashtu e mundur. XeF 2 shumë i pastër përftohet nëse një përzierje e ksenonit dhe fluorit rrezatohet me dritë ultravjollcë. Tretshmëria e difluorit në ujë është e ulët, por zgjidhja e tij është një agjent i fortë oksidues. Gradualisht vetë-zbërthehet në ksenon, oksigjen dhe fluor hidrogjeni; Zbërthimi ndodh veçanërisht shpejt në një mjedis alkalik. Difluori ka një erë të mprehtë, specifike. Me interes të madh teorik është metoda për sintezën e difluoridit të ksenonit, bazuar në ekspozimin e një përzierje gazesh ndaj rrezatimit ultravjollcë (gjatësia valore e rendit 2500-3500 A). Rrezatimi bën që molekulat e fluorit të ndahen në atome të lira. Kjo është arsyeja për formimin e difluorit: fluori atomik është jashtëzakonisht aktiv. Për të marrë XeF 6, kërkohen kushte më të rrepta: 700 ° C dhe 200 atm. Në kushte të tilla, në një përzierje të ksenonit dhe fluorit (raporti nga 1:4 në 1:20), pothuajse i gjithë ksenoni shndërrohet në XeF 6. Heksafluoridi i ksenonit është jashtëzakonisht aktiv dhe dekompozohet në mënyrë shpërthyese. Ai reagon lehtësisht me fluoridet e metaleve alkali (përveç LiF):

XeF 6 + RbF = RbXeF 7,

por në 50°C kjo kripë dekompozohet:

2RbXeF 7 = XeF 6 + Rb 2 XeF 8

Është raportuar gjithashtu sinteza e fluorit më të lartë XeF 8, i cili është i qëndrueshëm vetëm në temperatura nën minus 196 ° C.

Sinteza e komponimeve të para të ksenonit ngriti pyetjen për kimistët për vendin e gazeve inerte në tabelën periodike. Më parë, gazrat fisnikë u ndanë në një grup të veçantë zero, i cili korrespondonte plotësisht me idenë e valencës së tyre. Por kur ksenoni hyri në një reaksion kimik, kur u bë i njohur fluori i tij më i lartë, në të cilin valenca e ksenonit është tetë (dhe kjo është mjaft në përputhje me strukturën e shtresës së tij elektronike), ata vendosën të transferojnë gazrat inerte në grupin VIII. Grupi zero pushoi së ekzistuari.

Nuk ka qenë ende e mundur të detyrohet ksenoni të reagojë pa pjesëmarrjen e fluorit (ose disa prej përbërjeve të tij). Të gjitha komponimet e njohura të ksenonit përftohen nga fluoridet e tij. Këto substanca kanë reaktivitet të rritur. Ndërveprimi i fluorideve të ksenonit me ujin është studiuar më së miri. Hidroliza e XeF 4 në një mjedis acid çon në formimin e oksidit të ksenonit XeO 3 - kristalet pa ngjyrë që shpërndahen në ajër. Molekula XeO 3 ka strukturën e një piramide trekëndore të rrafshuar me një atom ksenon në krye. Kjo lidhje është jashtëzakonisht e paqëndrueshme; kur dekompozohet, fuqia e shpërthimit i afrohet fuqisë së një shpërthimi TNT. Disa qindra miligramë XeO 3 janë të mjaftueshme që tharësi të fryhet në copa. Është e mundur që me kalimin e kohës, trioksidi i ksenonit do të përdoret si një eksploziv dërrmues. Eksplozivë të tillë do të ishin shumë të përshtatshëm, sepse të gjitha produktet e një reaksioni shpërthyes janë gazra. Ndërkohë, përdorimi i trioksidit të ksenonit për këtë qëllim është shumë i shtrenjtë - në fund të fundit, ka më pak ksenon në atmosferë sesa ari në ujin e detit, dhe procesi i izolimit të tij është shumë intensiv i punës. Le të kujtojmë se për të marrë 1 m 3 ksenon, duhet të përpunohen 11 milion m 3 ajër. Acidi i paqëndrueshëm i ksenonit gjashtëvalent H 6 XeO 6 që korrespondon me trioksidin formohet si rezultat i hidrolizës së XeF 6 në 0 ° C:

XeF 6 + 6H 2 O = 6HF + H 6 XeO 6

Nëse Ba (OH) 2 u shtohet shpejt produkteve të këtij reaksioni, precipiton një precipitat amorf i bardhë i Ba 3 XeO 6. Në 125°C dekompozohet në oksid bariumi, ksenon dhe oksigjen. U morën kripëra të ngjashme ksenonate natriumi dhe kaliumi. Kur ozoni vepron në një tretësirë ​​të XeO 3 në hidroksid natriumi njëmolar, formohet një kripë e ksenonit të acidit më të lartë Na 4 XeO 6. Perksenonati i natriumit mund të izolohet në formën e një hidrati kristalor pa ngjyrë Na4XeO6 · 6H 2 O. Hidroliza e XeF 6 në hidroksidet e natriumit dhe kaliumit çon gjithashtu në formimin e perksenonateve. Nëse kripa e ngurtë Na 4 XeO 6 trajtohet me tretësirë ​​plumbi, argjendi ose nitrat uranil, fitohen perksenonatet përkatëse: PbXeO 6 dhe (UO 2) 2XeO 6 janë të verdhë dhe Ag 4 XeO 6 është i zi. Kripëra të ngjashme prodhohen nga kaliumi, litiumi, ceziumi dhe kalciumi.

Oksidi që korrespondon me acidin më të lartë të ksenonit përftohet duke reaguar Na 4 XeO 6 me acidin sulfurik të ftohur anhidrik. Ky është tetrooksidi i ksenonit XeO 4. Në të, si në oktafluoride, valenca e ksenonit është tetë. Tetroksidi i ngurtë në temperatura mbi 0 ° C dekompozohet në ksenon dhe oksigjen, dhe i gaztë (në temperaturën e dhomës) - në trioksid ksenon, ksenon dhe oksigjen. Molekula XeO 4 ka formën e një tetraedri me një atom ksenon në qendër. Në varësi të kushteve, hidroliza e heksafluoridit të ksenonit mund të vazhdojë në dy mënyra; në një rast, merret tetraoksifluoridi XeOF 4, në tjetrin - dioksifluorid XeO 2 F 2. Sinteza e drejtpërdrejtë nga elementët çon në formimin e oksifluoridit XeOF 2. Të gjitha janë lëndë të ngurta pa ngjyrë, të qëndrueshme në kushte normale.

Reagimi i studiuar së fundmi i difluoridit të ksenonit me HC1O 4 anhidrik është shumë interesant. Si rezultat i këtij reagimi, u përftua një përbërës i ri ksenon, XeClO 4 - një agjent oksidues jashtëzakonisht i fuqishëm, ndoshta më i fuqishmi nga të gjitha perkloratet.

Janë sintetizuar edhe komponimet e ksenonit që nuk përmbajnë oksigjen. Këto janë kryesisht kripëra të dyfishta, produkte të ndërveprimit të fluorideve të ksenonit me fluoride të antimonit, arsenikut, borit, tantalit: XeF 2 SbF 5, XeF 6 AsF 3, XeF 6 BF 3 dhe XeF 2 2TaF 5. Më në fund, u përftuan substanca të tipit XeSbF 6, të qëndrueshme në temperaturën e dhomës dhe XeSiF 6, një kompleks i paqëndrueshëm.

Kimistët kanë në dispozicion sasi shumë të vogla të radonit, por ata kanë mundur të vërtetojnë se ai ndërvepron edhe me fluorin, duke formuar fluoride jo të paqëndrueshme. Për kriptonin, difluoridi KrF2 dhe tetrafluoridi KrF4 u izoluan dhe u studiuan për vetitë që të kujtojnë komponimet e ksenonit.

3.3 Përgatitja e Argonit.

Atmosfera e Tokës përmban 66 · 10 13 ton argon. Ky burim i argonit është i pashtershëm, veçanërisht pasi pothuajse i gjithë argoni herët a vonë kthehet në atmosferë, pasi nuk pëson asnjë ndryshim fizik ose kimik kur përdoret. Përjashtim bëjnë sasitë shumë të vogla të izotopeve të argonit, të cilat shpenzohen për të prodhuar elementë dhe izotopë të rinj në reaksionet bërthamore. Argoni prodhohet si nënprodukt kur ajri ndahet në oksigjen dhe azot. Në mënyrë tipike, përdoren pajisje për ndarjen e ajrit të korrigjimit të dyfishtë, të përbërë nga një kolonë e poshtme me presion të lartë (parandarje), një kolonë e sipërme me presion të ulët dhe një kondensator-avullues i ndërmjetëm. Në fund të fundit, azoti hiqet nga lart, dhe oksigjeni nga hapësira mbi kondensator. Paqëndrueshmëria e argonit është më e madhe se ajo e oksigjenit, por më e vogël se ajo e azotit. Prandaj, fraksioni i argonit zgjidhet në një pikë të vendosur afërsisht në një të tretën e lartësisë së kolonës së sipërme dhe dërgohet në një kolonë të veçantë. Përbërja e fraksionit të argonit: 10...12% argon, deri në 0,5% azot, pjesa tjetër është oksigjen. Në një kolonë "argon" të lidhur me aparatin kryesor, argoni prodhohet me një përzierje prej 3...10% oksigjen dhe 3...5% azot. Më pas vjen pastrimi i argonit "të papërpunuar" nga oksigjeni (kimikisht ose me adsorbim) dhe nga azoti (me korrigjim). Argoni deri në 99,99% pastërti tani prodhohet në shkallë industriale. Argoni nxirret gjithashtu nga mbetjet e prodhimit të amoniakut - nga azoti që mbetet pasi pjesa më e madhe e tij është lidhur me hidrogjen. Argoni ruhet dhe transportohet në cilindra me kapacitet 40 litra, i lyer gri me shirit të gjelbër dhe mbishkrim të gjelbër. Presioni në to është 150 atm. Është më ekonomike të transportohet argoni i lëngshëm, për të cilin përdoren balonat Dewar dhe rezervuarët specialë. Radioizotopet artificiale të argonit janë marrë nga rrezatimi i disa izotopeve të qëndrueshme dhe radioaktive (37 Cl, 36 Ar, ​​40 Ar, 40 Ca) me protone dhe deuterone, si dhe nga rrezatimi i produkteve të formuara në reaktorët bërthamorë gjatë kalbjes së uraniumit. me neutrone. Izotopet 37 Ar dhe 41 Ar përdoren si gjurmues radioaktivë: i pari - në mjekësi dhe farmakologji, i dyti - në studimin e rrjedhave të gazit, efektivitetin e ventilimit dhe në kërkime të ndryshme shkencore. Por, sigurisht, këto nuk janë përdorimet më të rëndësishme të argonit.

3.4 Efekti fiziologjik i gazeve inerte.

Ishte e natyrshme të pritej që substanca të tilla kimikisht inerte si gazet inerte të mos preknin organizmat e gjallë. Por kjo nuk është e vërtetë. Thithja e gazeve inerte më të larta (natyrisht, të përziera me oksigjen) e çon një person në një gjendje të ngjashme me dehjen me alkool. Efekti narkotik i gazeve inerte shkaktohet nga shpërbërja në indet nervore. Sa më e lartë të jetë pesha atomike e një gazi inert, aq më e madhe është tretshmëria e tij dhe aq më i fortë është efekti i tij narkotik.

Tani për efektin e argonit në një organizëm të gjallë. Kur thithni një përzierje prej 69% Ar, 11% azot dhe 20% oksigjen nën presionin 4 atm, ndodhin fenomene narkotike, të cilat janë shumë më të theksuara sesa kur thithni ajrin nën të njëjtin presion. Anestezia zhduket menjëherë pas ndalimit të furnizimit me argon. Arsyeja është mospolariteti i molekulave të argonit, ndërsa presioni i rritur rrit tretshmërinë e argonit në indet nervore. Biologët kanë zbuluar se argoni nxit rritjen e bimëve. Edhe në një atmosferë me argon të pastër, farat e orizit, misrit, trangujve dhe thekrës mbinë. Qepët, karotat dhe marulja rriten mirë në një atmosferë të përbërë nga 98% argon dhe vetëm 2% oksigjen.

IV Zbatimi i gazeve inerte.

Heliumi është një burim i rëndësishëm i temperaturave të ulëta. Në temperaturën e heliumit të lëngshëm, praktikisht nuk ka lëvizje termike të atomeve dhe elektroneve të lira në trupat e ngurtë, gjë që bën të mundur studimin e shumë fenomeneve të reja, siç është superpërçueshmëria në gjendje të ngurtë.

Gazi helium përdoret si gaz i lehtë për të mbushur balonat. Për shkak se është jo i ndezshëm, i shtohet hidrogjenit për të mbushur guaskën e aeroplanit.

Meqenëse heliumi është më pak i tretshëm në gjak sesa azoti, sasi të mëdha të heliumit përdoren në përzierjet e frymëmarrjes për punë nën presion, për shembull gjatë zhytjes në det, kur krijohen tunele dhe struktura nënujore. Kur përdorni helium, dekompresimi (lëshimi i gazit të tretur nga gjaku) është më pak i dhimbshëm për një zhytës, sëmundja e dekompresimit është më pak e mundshme dhe fenomeni i narkozës së azotit, një shoqërues konstant dhe i rrezikshëm i punës së një zhytësi, eliminohet. Përzierjet He–O 2 përdoren, për shkak të viskozitetit të ulët, për lehtësimin e sulmeve të astmës dhe për sëmundje të ndryshme të frymëmarrjes.

Heliumi përdoret si një mjedis inert për saldimin me hark, veçanërisht magnezi dhe lidhjet e tij, në prodhimin e Si, Ge, Ti dhe Zr, për ftohjen e reaktorëve bërthamorë.

Përdorime të tjera të heliumit janë për lubrifikimin me gaz të kushinetave, në numëratorët e neutroneve (helium-3), termometrat e gazit, spektroskopinë me rreze X, ruajtjen e ushqimit dhe çelësat e tensionit të lartë. I përzier me gazra të tjerë fisnikë, heliumi përdoret në reklamat neoni në natyrë (në tubat e shkarkimit të gazit). Heliumi i lëngshëm është i dobishëm për ftohjen e superpërçuesve magnetikë, përshpejtuesit e grimcave dhe pajisjeve të tjera. Një aplikim i pazakontë i heliumit si ftohës është procesi i përzierjes së vazhdueshme të 3 He dhe 4 He për të krijuar dhe mbajtur temperatura nën 0,005 K.

Fushat e aplikimit të ksenonit janë të ndryshme dhe ndonjëherë të papritura. Njeriu përfiton nga inertiteti dhe aftësia e tij e mrekullueshme për të reaguar me fluorin. Në teknologjinë e ndriçimit, llambat ksenon me presion të lartë kanë fituar njohje. Në llamba të tilla, një shkarkim hark shkëlqen në ksenon, i cili është nën një presion prej disa dhjetëra atmosferash. Drita në llambat ksenon shfaqet menjëherë pas ndezjes, është e ndritshme dhe ka një spektër të vazhdueshëm - nga ultravjollcë në infra të kuqe afër. Ksenoni përdoret edhe nga mjekët për ekzaminime fluoroskopike të trurit. Ashtu si qulli i baritit, i cili përdoret për qirijen e zorrëve, ksenoni thith fuqishëm rrezet X dhe ndihmon në gjetjen e lezioneve. Sidoqoftë, është plotësisht i padëmshëm. Izotopi aktiv i elementit nr. 54, ksenoni - 133, përdoret në studimin e aktivitetit funksional të mushkërive dhe zemrës.

Duke fryrë argonin përmes çelikut të lëngshëm, përfshirjet e gazit hiqen prej tij. Kjo përmirëson vetitë e metalit.

Saldimi me hark elektrik në një mjedis argon po përdoret gjithnjë e më shumë. Në një avion argon është e mundur të bashkohen produkte me mure të hollë dhe metale që më parë konsideroheshin të vështira për t'u salduar. Nuk do të ishte ekzagjerim të thuhet se harku elektrik në një atmosferë argon revolucionarizoi teknologjinë e prerjes së metaleve. Procesi ishte shumë më i shpejtë dhe u bë e mundur prerja e fletëve të trasha të metaleve më zjarrduruese. Argoni i fryrë përgjatë kolonës së harkut (i përzier me hidrogjen) mbron skajet e prera dhe elektrodën e tungstenit nga formimi i oksidit, nitridit dhe filmave të tjerë. Në të njëjtën kohë, ai ngjesh dhe përqendron harkun në një sipërfaqe të vogël, duke bërë që temperatura në zonën e prerjes të arrijë 4000-6000 ° C. Përveç kësaj, ky rrymë gazi fryn produktet e prerjes. Kur saldoni në një avion argon, nuk ka nevojë për flukse dhe veshje elektrodash, dhe për këtë arsye, nuk ka nevojë të pastroni shtresën nga mbetjet e skorjeve dhe fluksit.

Neoni dhe argoni përdoren si mbushës në llambat neoni dhe llambat e ditës.Kryptoni përdoret për mbushjen e llambave të zakonshme në mënyrë që të reduktojë avullimin dhe të rrisë shkëlqimin e filamentit të tungstenit. Llambat kuarci me presion të lartë, të cilat janë burimet më të fuqishme të dritës, janë të mbushura me ksenon. Heliumi dhe argoni përdoren në lazer me gaz.

Lista e literaturës së përdorur

1. Petrov M.M., Mikhilev L.A., Kukushkin Yu.N. "Kimi inorganike"

2. Guzey L.S. Ligjërata për kiminë e përgjithshme”

3. Akhmetov N.S. "Kimi e përgjithshme dhe inorganike"

4. Nekrasov B.V. "Libër mësuesi i kimisë së përgjithshme"

5. Glinka N.L. "Kimi e përgjithshme

6. Khodakov Yu.V. "Kimi e përgjithshme dhe inorganike"

Hapja:

Në vitin 1893, u tërhoq vëmendja për mospërputhjen midis densitetit të azotit nga ajri dhe azotit të përftuar nga zbërthimi i përbërjeve të azotit: një litër azot nga ajri peshonte 1,257 g, dhe ai i marrë kimikisht peshonte 1,251 g. Një studim shumë i saktë Përbërja e ajrit të kryer për të sqaruar këtë rrethanë misterioze tregoi se pasi u hoq i gjithë oksigjeni dhe azoti, kishte një mbetje të vogël (rreth 1%) që nuk reagonte kimikisht me asgjë.

Zbulimi i një elementi të ri, të quajtur argon (në greqisht për joaktiv), përfaqësoi kështu "triumfin e shifrës së tretë dhjetore". Pesha molekulare e argonit doli të jetë 39.9 g/mol.

Gazi tjetër inert që do të zbulohej, heliumi (“diellor”), u zbulua në Diell më herët se në Tokë. Kjo doli të jetë e mundur falë metodës së analizës spektrale të zhvilluar në vitet 50 të shekullit të kaluar.

Disa vjet pas zbulimit të argonit dhe heliumit (në 1898), tre gazra të tjerë fisnikë u izoluan nga ajri: neoni ("i ri"), kriptoni ("i fshehur") dhe ksenoni ("alien"). Se sa e vështirë ishte zbulimi i tyre mund të shihet nga fakti se 1 m 3 ajër, së bashku me 9,3 litra argon, përmban vetëm 18 ml neon, 5 ml helium, 1 ml krypton dhe 0,09 ml ksenon.

Gazi i fundit inert, radoni, u zbulua në vitin 1900 gjatë studimit të disa mineraleve. Përmbajtja e tij në atmosferë është vetëm 6-10 -18% në vëllim (që korrespondon me 1-2 atome për centimetër kub). Është vlerësuar se e gjithë atmosfera e tokës përmban vetëm 374 litra radon.

Vetitë fizike:

Të gjithë gazrat fisnikë janë të pangjyrë dhe përbëhen nga molekula monotomike. Ndarja e gazeve inerte bazohet në dallimin në vetitë e tyre fizike.

Gazrat inerte janë pa ngjyrë dhe pa erë. Ato janë të pranishme në sasi të vogla në ajër.Gazet inerte nuk janë helmuese. Megjithatë, një atmosferë me një përqendrim të shtuar të gazeve inerte dhe një ulje përkatëse të përqendrimit të oksigjenit mund të ketë një efekt mbytës tek një person, duke përfshirë humbjen e vetëdijes dhe vdekjen. Ka raste të njohura të vdekjes për shkak të rrjedhjeve të argonit.

Pika e shkrirjes, °C
Pika e vlimit, °C

Sasia e nxehtësisë e nevojshme për të transferuar një substancë nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme quhet nxehtësia e shkrirjes, dhe për të transferuar nga një gjendje e lëngshme në një gjendje avulli quhet nxehtësia e avullimit. Të dyja sasitë zakonisht quhen kalime që ndodhin nën presion normal. Për gazet inerte ato kanë vlerat e mëposhtme (kcal/g-atom):

Nxehtësia e shkrirjes
Nxehtësia e avullimit

Më poshtë janë krahasuar temperaturat kritike gazet inerte dhe ato presione që janë të nevojshme dhe të mjaftueshme për transferimin e tyre në këto temperatura nga një gjendje e gaztë në një gjendje të lëngshme, - Presionet kritike:

Temperatura kritike, °C
Presioni kritik, atm

Kjo eshte interesante :

Çështja e atomicitetit të molekulës së argonit u zgjidh duke përdorur teorinë kinetike. Sipas tij, sasia e nxehtësisë që duhet shpenzuar për të ngrohur një gram-molekulë të një gazi me një shkallë varet nga numri i atomeve në molekulën e saj. Në vëllim konstant, një gram-molekulë e një gazi monoatomik kërkon 3 feces, diatomike - 5 kalori. Për argonin eksperimenti dha 3 feces, e cila tregonte natyrën monoatomike të molekulës së saj.E njëjta gjë vlen edhe për gazet e tjera inerte.

Heliumi ishte gazi i fundit që u shndërrua në gjendje të lëngët dhe të ngurtë. Në lidhje me të, kishte vështirësi të veçanta për faktin se si rezultat i zgjerimit në temperatura të zakonshme, heliumi nuk ftohet, por nxehet. Vetëm nën -250 °C fillon të sillet "normalisht". Nga kjo rrjedh se procesi i zakonshëm i lëngëzimit mund të aplikohej në helium vetëm pasi të ishte ftohur shumë fort paraprakisht. Nga ana tjetër, temperatura kritike e heliumit është jashtëzakonisht e ulët. Për shkak të këtyre rrethanave, rezultate të favorshme gjatë punës me helium u morën vetëm pas zotërimit të teknikës së funksionimit me hidrogjen të lëngshëm, duke përdorur avullimin e të cilit vetëm ishte e mundur të ftohej heliumi në temperaturat e kërkuara. Për herë të parë ishte e mundur të merrej helium i lëngshëm në vitin 1908, helium i ngurtë-V1926

Karakteristikat kimike:

Gazet inerte karakterizohen nga një mungesë e plotë (He, Ne, Ar) ose pothuajse e plotë (Kr, Xe, Rn) e aktivitetit kimik. Në tabelën periodike ato formojnë një grup të veçantë (VIII). Menjëherë pas zbulimit të gazeve inerte, grupi i ri që ata formuan në tabelën periodike u quajt zero, për të theksuar valencën zero të këtyre elementeve, pra mungesën e aktivitetit kimik të tyre. Ky emër përdoret shpesh në kohën e tanishme, megjithatë, në thelb të ligjit periodik, është më e saktë të konsiderohet grupi i gazeve inerte si grupi i tetë, pasi periudhat përkatëse nuk fillojnë me këto elemente, por përfundojnë.

Mungesa e inertitetit të plotë kimik në gazet e rënda inerte u zbulua vetëm në vitin 1962. Doli se ato janë në gjendje të kombinohen me metaloidin më aktiv - fluorin (dhe vetëm me të). Ksenoni (dhe radoni) reagojnë mjaft lehtë, kriptoni shumë më i vështirë. Janë marrë XeF 2 , XeF 4 , XeF 6 dhe KrF 2 me qëndrueshmëri të ulët. Të gjitha ato janë substanca kristalore të paqëndrueshme pa ngjyrë.

Ksenon difluorid(XeF 2) - formohet ngadalë nën ndikimin e dritës së ditës në një përzierje të Xe dhe F 2 në kushte zero. Ka një erë karakteristike të përzier. Formimi i një molekule kërkon ngacmimin e atomit të ksenonit nga 5s 2 5p 6 në gjendjen më të afërt dyvalente 5s 2 5p 5 s 1 - 803 kJ/mol, në 5s 2 5p 5 6p 1 -924 kJ/mol, 25p1 6d 1 - 953 kJ/ mol.

Xe+F 2 → XeF 2

0,15 mol/l tretet në ujë. Zgjidhja është një agjent oksidues shumë i fortë. Zgjidhja zbërthehet sipas skemës së mëposhtme:

XeF 2 + H 2 O → HF + Xe + O 2 (procesi ndodh më shpejt në një mjedis alkalik, më ngadalë në një mjedis acid).

Ksenontetrafluoride- i formuar nga substanca të thjeshta, reaksioni është shumë ekzotermik dhe është më i qëndrueshëm nga të gjitha fluoridet.

XeF 4 +2Hg=2HgF 2 +Xe

XeF 4 +Pt=PtF 4 +Xe

Reagimi cilësor ndaj tetrafluoridit të ksenonit :

XeF 4 +4KI=4KF+2I 2 ↓+Xe

Tetrafluoridi i ksenonit dekompozohet sipas skemave të mëposhtme:

3Xe 4+ →Xe 6+ +2Xe 0 (në mjedis acid).

Xe 4+ →Xe 0 +Xe 8+ (në një mjedis alkalik).

Heksafluoridi i ksenonit është i pangjyrë, i njohur në 3 modifikime kristalore. Në 49 ℃, duke u kthyer në një lëng të verdhë, kur ngurtësohet ai zbardhet përsëri. Avujt kanë ngjyrë të verdhë të zbehtë. Zbërthehet në mënyrë shpërthyese. Nën ndikimin e ajrit të lagësht, hidrolizojeni:

XeF 6 + H 2 O→ 2HF + OXeF 4

OXeF 4 është një lëng pa ngjyrë, më pak reaktiv se XeF 6. Formon hidrate kristalore me fluoride të metaleve alkali, për shembull: KF∙OXeF 4

Hidroliza e mëtejshme mund të prodhojë trioksid ksenon:

XeF 6 +3H 2 O→XeO 3 +6HF

XeO 3 është një lëndë shpërthyese pa ngjyrë që shpërndahet në ajër. Ai shpërbëhet në mënyrë shpërthyese, por kur nxehet butësisht në 40 gradë Celsius, ndodh reagimi:

2XeO 3 → 2Xe+3O 2

Ekziston një acid që korrespondon zyrtarisht me këtë oksid - H 2 XeO 4. Ka kripëra që korrespondojnë me këtë acid: MHXeO 4 ose MH 5 XeO 6, u përftua një acid (M - nga natriumi në cezium) që korrespondon me kripën e fundit:

3XeF 4 +6Ca(OH) 2 →6CaF 2 ↓+Xe+2H 2 XeO 6

Në një mjedis fort alkalik, Xe 6+ zbërthen:

4Xe 6+ →Xe 0 +3Xe 8+

Difluoridi i kriptonit- i paqëndrueshëm, i pangjyrë kristalet , një substancë kimikisht aktive. Në temperatura të larta dekompozohet në kripton fluor . Fillimisht u përftua nga veprimi i një shkarkimi elektrik në një përzierje substancash, në -188℃:

F 2 +Kr→KrF 2

Zbërthehet me ujë sipas skemës së mëposhtme:

2KrF 2 +2H 2 O→O 2 +4HF+2Kr

Aplikimi i gazeve inerte:

Gazet inerte gjejnë një larmi aplikimesh praktike. Në veçanti, roli i heliumit në marrjen e temperaturave të ulëta është jashtëzakonisht i rëndësishëm, pasi heliumi i lëngshëm është më i ftohti nga të gjitha lëngjet.Ajri artificial, në të cilin azoti zëvendësohet me helium, u përdor fillimisht për të siguruar frymëmarrjen e zhytësve. Tretshmëria e gazeve rritet shumë me rritjen e presionit, prandaj, kur një zhytës zbret në ujë dhe furnizohet me ajër të zakonshëm, gjaku shpërndan më shumë azot sesa në kushte normale. Gjatë ngjitjes, kur presioni bie, azoti i tretur fillon të lirohet dhe flluskat e tij bllokojnë pjesërisht enët e vogla të gjakut, duke prishur kështu qarkullimin normal të gjakut dhe duke shkaktuar sulme të "sëmundjes së kasonit". Falë zëvendësimit të azotit me helium, efektet e dhimbshme dobësohen ndjeshëm për shkak të tretshmërisë shumë më të ulët të heliumit në gjak, e cila është veçanërisht e dukshme në presione të larta. Puna në një atmosferë me ajër "helium" u lejon zhytësve të zbresin në thellësi të mëdha (mbi 100 m) dhe të zgjasin ndjeshëm qëndrimin e tyre nën ujë.

Meqenëse dendësia e ajrit të tillë është afërsisht tre herë më e vogël se ajo e ajrit normal, është shumë më e lehtë të marrësh frymë. Kjo shpjegon rëndësinë e madhe mjekësore të ajrit të heliumit në trajtimin e astmës, mbytjes, etj., kur edhe lehtësimi afatshkurtër i frymëmarrjes së pacientit mund t'i shpëtojë jetën. Ngjashëm me heliumin, ajri "ksenon" (80% ksenon, 20% oksigjen) ka një efekt të fortë narkotik kur thithet, i cili mund të përdoret në mjekësi.

Neoni dhe argoni përdoren gjerësisht në industrinë elektrike. Kur një rrymë elektrike kalon nëpër tuba xhami të mbushur me këto gazra, gazi fillon të shkëlqejë, i cili përdoret për të hartuar mbishkrime të ndriçuara.

Tubat neoni me fuqi të lartë të këtij lloji janë veçanërisht të përshtatshëm për farat dhe pajisjet e tjera sinjalizuese, pasi drita e tyre e kuqe bllokohet pak nga mjegulla. Ngjyra e shkëlqimit të heliumit ndryshon nga rozë në të verdhë në jeshile ndërsa presioni i tij në tub zvogëlohet. Ar, Kr dhe Xe karakterizohen nga nuanca të ndryshme të blusë.

Argoni (zakonisht i përzier me 14% azot) përdoret gjithashtu për mbushjen e llambave elektrike. Për shkak të përçueshmërisë së tyre termike dukshëm më të ulët, kriptoni dhe ksenoni janë edhe më të përshtatshëm për këtë qëllim: llambat elektrike të mbushura me to ofrojnë më shumë dritë me të njëjtin konsum energjie, i rezistojnë më mirë mbingarkesës dhe janë më të qëndrueshme se ato konvencionale.

Redaktori: Galina Nikolaevna Kharlamova