Karakteristik Gas Noble, Konfigurasi, Reaksi, Penggunaan

Itu gas mulia Mereka adalah satu set elemen yang mengintegrasikan kelompok 18 dari tabel periodik. Selama bertahun -tahun mereka juga disebut gas langka atau inert, keduanya denominasi yang tidak akurat; Beberapa dari mereka sangat berlimpah di luar dan di planet bumi, dan mereka juga mampu, dalam kondisi ekstrem, untuk bereaksi.

Tujuh elemennya mengintegrasikan mungkin kelompok paling unik dari tabel periodik, yang sifat dan beberapa reaktivitasnya mengesankan seperti halnya logam mulia. Di antara mereka parade elemen paling inert (neon), yang paling melimpah kedua di kosmos (helium), dan yang terberat dan paling tidak stabil (ogan).

Kecerahan lima gas mulia di jalan atau lepuh kaca. Sumber: Workist-HP baru (bicara) www.PSE-Mendelejew.dari); Gambar Tunggal Asli: Jurii, http: // gambar-of-elemen.com. [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)]

Gas mulia adalah zat alam terdingin; Suhu yang sangat rendah menahan sebelum kondensasi. Yang lebih sulit adalah pembekuannya, karena kekuatan antar molekulnya berdasarkan dispersi London, dan polarizabilitas atom mereka, sangat lemah seolah -olah hampir tidak membuat mereka kohesif dalam kristal.

Karena reaktivitasnya yang rendah, mereka adalah gas yang relatif aman untuk disimpan dan tidak mewakili terlalu banyak risiko. Namun, mereka dapat pindah ke oksigen dari paru -paru dan menyebabkan mati lemas jika mereka dihirup secara berlebihan. Di sisi lain, dua anggotanya adalah elemen yang sangat radioaktif dan, oleh karena itu, fana untuk kesehatan.

Reaktivitas rendah gas mulia juga digunakan untuk memberikan reaksi atmosfer lembam; sehingga tidak ada reagen atau produk yang berisiko teroksidasi dan mempengaruhi kinerja sintesis. Ini juga mendukung proses pengelasan busur listrik.

Di sisi lain, dalam keadaan cair mereka, mereka adalah pendingin kriogenik yang sangat baik yang menjamin suhu terendah, sangat diperlukan untuk fungsi peralatan yang sangat berenergi, atau untuk beberapa bahan mencapai status superkonduktivitas superkonduktivitas.

[TOC]

Karakteristik Gas Noble

Di sebelah kanan (disorot dalam oranye), adalah kelompok gas mulia. Dari atas ke bawah: helium (HE), neon (ne), argon (ar), crypton (kr), xenon (xe) dan radon (rn).

Mungkin gas mulia adalah elemen yang memiliki kualitas yang lebih umum, baik fisik maupun kimia. Karakteristik utamanya adalah:

- Mereka semua tidak berwarna, toilet dan hambar; Tetapi ketika mereka dikunci dalam ampul pada tekanan rendah, dan menerima sengatan listrik, lampu berwarna -warni terionisasi dan ditembakkan (gambar atas).

- Setiap gas mulia memiliki cahaya dan spektrumnya sendiri.

- Mereka adalah spesies monoatomik, satu -satunya yang ada di tabel periodik yang mungkin ada dalam keadaan fisik masing -masing tanpa partisipasi hubungan kimia (karena logam diikat oleh ikatan logam). Oleh karena itu, mereka sempurna untuk mempelajari sifat -sifat gas, karena mereka beradaptasi dengan sangat baik dengan model bola gas yang ideal.

- Mereka biasanya elemen dengan titik leleh dan mendidih terendah; Begitu banyak, helium itu bahkan tidak dapat mengkristal di nol absolut tanpa peningkatan tekanan.

- Dari semua elemen adalah yang paling tidak reaktif, bahkan kurang dari logam mulia.

- Energi ionisasi adalah yang tertinggi, serta elektronegativitasnya, dengan asumsi bahwa mereka membentuk ikatan kovalen murni.

- Radio atomnya juga yang terkecil karena berada di hak setiap periode.

7 gas mulia

Tujuh gas mulia itu, dari atas ke bawah turun oleh kelompok 18 dari tabel periodik:

-Helio, dia

-Neon, ne

-Argon, AR

-Kripton, Kr

-Xenón, xe

-Radón, Rn

-Oganeson, OG

Dapat melayani Anda: Phenolphthalein (C20H14O4)

Bagi mereka semua, kecuali Oganeseon yang tidak stabil dan buatan, sifat fisik dan kimianya telah dipelajari. Dipercayai bahwa Oganesen, karena massa atomnya yang hebat, bahkan bukan gas, tetapi cairan yang mulia atau padatan. Sedikit yang diketahui tentang radon, karena radioaktivitasnya, dalam kaitannya dengan helium atau argon.

Konfigurasi elektronik

Telah dikatakan bahwa gas mulia memiliki lapisan valensi mereka benar -benar penuh. Beginilah konfigurasi elektroniknya digunakan untuk menyederhanakan elemen lain dengan menggunakan simbolnya yang terkunci dalam tanda kurung persegi ([dia], [ne], [ar], dll.). Konfigurasi elektroniknya adalah:

-Helio: 1s², [Dia] (2 elektron)

-Neon: 1s²2s²2 p⁶, [NE] (10 elektron)

-Argon: 1s²2s²2 p⁶3S²3p⁶, [AR] (18 elektron)

-Kripton: 1s²2s²2 p⁶3S²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶, [Kr] (36 elektron)

-Xenon: 1s²2s²2 p⁶3S²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5S²5 p⁶, [Xe] (54 elektron)

-Radon: 1s²2s²2 p⁶3S²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5S²5 p⁶5 d¹⁰6s²6p⁶, [RN] (86 elektron)

Yang penting adalah bukan untuk mengingatnya, tetapi untuk merinci bahwa mereka berakhir di NS²Np⁶: Octeto de Valencia. Juga dihargai bahwa atom -atom mereka memiliki banyak elektron, yang mengikuti gaya nuklir yang sangat efektif berada dalam volume yang lebih rendah dibandingkan dengan unsur -unsur lain; yaitu, radio atom mereka lebih kecil.

Oleh karena itu, radio atomnya yang padat secara elektronik menunjukkan karakteristik kimia yang dimiliki semua gas mulia: mereka sulit untuk mempolarisasi.

Kemampuan polarisasi

Gas mulia dapat membayangkan sebagai bidang awan elektronik. Sementara itu turun melalui kelompok 18, radio -nya meningkat, dan dengan cara yang sama jarak yang memisahkan nukleus dari elektron Valencia (NS NS²Np⁶).

Elektron -elektron ini merasakan kekuatan ketertarikan yang lebih rendah oleh nukleus, dapat dipindahkan dengan kebebasan yang lebih besar; Bola ditunda lebih mudah semakin banyak volumous. Sebagai hasil dari gerakan tersebut, daerah dengan kepadatan elektronik rendah dan tinggi muncul: kutub Δ+ dan Δ-.

Ketika atom gas mulia terpolarisasi, ia menjadi dipol instan yang mampu mendorong yang lain ke atom tetangga; Artinya, kami menghadapi kekuatan dispersif London.

Itulah sebabnya kekuatan antarmolekul meningkat dari helium ke radon, merenungkan titik -titik didihnya yang tumbuh; Dan bukan hanya itu, tetapi juga reaktivitas mereka meningkat.

Dengan mempolarisasi lebih banyak atom, ada kemungkinan yang lebih besar bahwa elektron valensi mereka berpartisipasi dalam reaksi kimia, setelah itu senyawa gas mulia dihasilkan.

Reaksi

Helium dan neon

Di antara gas mulia reagen paling sedikit adalah helium dan neon. Faktanya, neon adalah elemen paling inert dari semua, bahkan ketika elektronegativitasnya (membentuk ikatan kovalen) melampaui fluorine.

Tidak ada senyawanya yang tidak diketahui dalam kondisi terestrial; Namun, dalam kosmos keberadaan ion molekuler sangat mungkin⁺. Juga, ketika bersemangat secara elektronik mereka dapat berinteraksi dengan atom gas dan membentuk molekul netral sesaat yang disebut rangsangan; seperti hene, csne dan ne₂.

Di sisi lain, meskipun senyawa tidak dipertimbangkan dalam arti formal, atom -atom HE dan NE dapat menyebabkan molekul dinding van der; yaitu, senyawa yang tetap "bersatu" hanya dengan kekuatan dispersif. Misalnya: Ag₃Dia, hao, hei₂, CF₄Ne, ne₃Cl₂ dan Nebeco₃.

Demikian juga, molekul dinding van der tersebut dapat ada berkat interaksi lemah ion-dipolo yang diinduksi; Misalnya: Na⁺Dia₈, RB⁺Dia, cu⁺Ne₃ dan cu⁺Ne₁₂. Perhatikan bahwa bahkan mungkin bagi molekul -molekul ini untuk menjadi aglomerat atom: kelompok.

Dapat melayani Anda: Asam Borat: Struktur Kimia, Sifat, Persiapan, Penggunaan

Dan akhirnya, atom -atom HE dan NE dapat "terperangkap" atau diselingi dalam kompleks endoedis dari fullerenos atau saluran CLA, tanpa bereaksi; Misalnya: [Email melindungi]₆₀, (N₂)₆Ne₇, Aku h₂SALAH SATU)₆ dan ne • nh₄Iman (hcoo)₃.

Argon dan Kripton

Argon dan Kripton Gas Noble karena mereka lebih terpolarisasi, cenderung menyajikan lebih banyak "senyawa" daripada helium dan neon. Namun, sebagian dari mereka lebih stabil dan dikarakterisasi, karena mereka memiliki waktu yang lebih lama. Di antara beberapa dari mereka adalah harf, dan ion molekuler arh⁺, hadir dalam nebula dengan aksi sinar kosmik.

Dari Kripton memulai kemungkinan mendapatkan senyawa dalam kondisi ekstrem, tetapi berkelanjutan. Gas ini bereaksi dengan fluoride sesuai dengan persamaan kimia berikut:

Kr + f₂ → Krf₂

Perhatikan bahwa Kripton memperoleh jumlah oksidasi +2 (kr²⁺) Terima kasih untuk Fluoride. KRF₂ Faktanya, itu dapat disintesis dalam jumlah yang dapat diperdagangkan sebagai agen pengoksidasi dan fluoran.

Argon dan Kripton dapat membuat repertoar clatrat yang luas, kompleks endo -metal.

Xenon dan Radon

Xenon adalah, di antara gas mulia, raja reaktivitas. Membentuk senyawa yang benar -benar stabil, pedagang dan karakterisasi yang dapat ditandai. Faktanya, reaktivitasnya menyerupai oksigen dalam kondisi yang tepat.

Senyawa yang disintesis pertamanya adalah “xeptf₆”, Pada tahun 1962 oleh Neil Bartlett. Garam ini sebenarnya, menurut bibliografi, terdiri dari campuran kompleks dari xenon berfluorinasi dan garam platinum lainnya.

Namun, ini lebih dari cukup untuk menunjukkan afinitas antara xenon dan fluoride. Di antara beberapa senyawa yang kami miliki: xef₂, Xef₄, Xef₆ dan [xef]⁺[PTF₅]^-. Saat xef₆ Itu larut dalam air, menghasilkan oksida:

Xef₆ + 3 h₂O → xeo₃ + 6 hf

Xeo ini₃ dapat menyebabkan spesies yang dikenal sebagai Xenatos (HXEO₄^-) atau asam xénic (h₂Xeo₄). Xenatos Disproporsion to Perxenatos (XEO₆^4-); Dan jika mediumnya kemudian diasamkan, dalam asam perxénic (h₄Xeo₆), yang didehidrasi menjadi xenon tetroxide (xeo₄):

H₄Xeo₆ → 2 H₂O + xeo₄

Radon harus menjadi gas mulia yang paling reaktif; Tapi itu sangat radioaktif, sehingga praktis hampir tidak punya waktu untuk bereaksi sebelum hancur. Satu -satunya senyawa yang sepenuhnya disintesis adalah fluoride (RNF₂) dan oksida (RNO₃).

Produksi

Pencairan udara

Gas mulia menjadi lebih berlimpah di alam semesta saat kita turun oleh kelompok 18. Di atmosfer, bagaimanapun, helium langka, karena medan gravitasi bumi tidak dapat mempertahankannya tidak seperti gas lainnya. Itulah mengapa tidak terdeteksi di udara tetapi di bawah sinar matahari.

Di sisi lain, di udara ada jumlah argon yang penting, dari peluruhan radioaktif radioisotop ⁴⁰K. Udara adalah sumber alami Argon, Neon, Krpton dan Xenon terpenting di planet ini.

Untuk memproduksinya, udara harus dikenakan pencairan untuk mengembun dalam cairan. Kemudian, cairan ini dibuat distilasi fraksinasi, sehingga memisahkan masing -masing komponen campurannya (n₂, SALAH SATU₂, BERSAMA₂, AR, dll.).

Bergantung pada seberapa rendah suhu dan kelimpahan gas seharusnya, harganya naik, menemukan xenon sebagai yang paling mahal, sedangkan helium sebagai yang termurah.

Distilasi gas alam dan mineral radioaktif

Helium, sementara itu, diperoleh dari distilasi fraksional lain; Tetapi bukan dari udara, tetapi dari gas alam, diperkaya oleh helium berkat pelepasan partikel alfa dari mineral radioaktif torio dan uranium.

Dapat melayani Anda: etanamide: struktur, sifat, penggunaan, efek

Demikian juga, radon "lahir" dari peluruhan radioaktif dari jari -jari dalam mineral masing -masing; Tetapi karena kelimpahannya yang lebih rendah, dan pada waktu singkat setengah -kehidupan atom RN, kelimpahannya konyol dibandingkan dengan rekan -rekan mereka (gas mulia lainnya).

Dan akhirnya, Oganeseon adalah "gas" mulia, ultra -ram, dan sangat radioaktif, yang hanya dapat ada secara singkat di bawah kondisi yang terkontrol di dalam laboratorium.

Bahaya

Risiko utama gas mulia adalah mereka membatasi penggunaan oksigen oleh manusia, terutama ketika atmosfer dengan konsentrasi tinggi terjadi. Itulah mengapa tidak disarankan untuk menghirup mereka secara berlebihan.

Di Amerika Serikat, konsentrasi radon yang tinggi telah terdeteksi pada lahan uranium -kaya, yang karena karakteristik radioaktifnya bisa menjadi risiko kesehatan.

Aplikasi

Industri

Helium dan argon digunakan untuk menciptakan suasana inert yang berfungsi sebagai perlindungan selama pengelasan dan pemotongan. Selain itu, mereka digunakan dalam pembuatan semikonduktor silikon. Helium digunakan sebagai isian gas di termometer.

Argon, dalam kombinasi dengan nitrogen, digunakan dalam elaborasi lampu pijar. Kripton dicampur dengan halogen, seperti bromin dan yodium, digunakan dalam lampu buangan. Neon digunakan dalam peringatan ringan, dicampur dengan korek api dan gas lainnya untuk mengklarifikasi warna merahnya.

Xenon digunakan dalam lampu busur yang memancarkan lampu yang menyerupai siang hari, yang digunakan dalam lampu dan proyektor mobil. Gas mulia dicampur dengan halogen untuk memproduksi ARF, KRF atau XECL, yang digunakan dalam produksi excite.

Jenis laser ini menghasilkan cahaya ultraviolet gelombang pendek yang menghasilkan gambar presisi tinggi dan digunakan dalam pembuatan sirkuit terintegrasi. Helium dan neon digunakan sebagai gas refrigeran cryogenic.

Balon dan tangki pernapasan

Helium digunakan sebagai pengganti nitrogen dalam campuran gas pernapasan, karena kelarutan tubuhnya yang rendah. Ini menghindari pembentukan gelembung selama fase dekompresi selama pendakian, selain menghilangkan nitrogen dengan nitrogen.

Helium telah menggantikan hidrogen sebagai gas yang memungkinkan ketinggian pesawat dan balon aerostatik, karena itu adalah gas yang ringan dan tidak mudah terbakar.

Obat

Helium digunakan dalam pembuatan magnet superkonduktor yang digunakan dalam peralatan resonansi magnetik nuklir: alat aplikasi obat ganda.

Kripton digunakan dalam lampu halogen yang digunakan dalam operasi mata laser dan angioplasti. Helium digunakan untuk memfasilitasi pernapasan pada pasien asma.

Xenon digunakan sebagai anestesi karena kelarutan lipid yang tinggi, dan diperkirakan bahwa itu adalah anestesi masa depan. Xenon juga digunakan dalam gambar medis paru.

Radon, gas mulia radioaktif, digunakan dalam radioterapi beberapa jenis kanker.

Yang lain

Argon digunakan dalam sintesis senyawa yang menggantikan nitrogen sebagai atmosfer inert. Helium digunakan sebagai gas pembawa dalam kromatografi gas, serta di penghitung Geiger untuk mengukur radiasi.

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (Edisi ke -8.). Pembelajaran Cengage.
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (6 Juni 2019). Gas mulia, penggunaan dan sumber. Pulih dari: thinkco.com
4. Wikipedia. (2019). gas mulia. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
5. Philip Ball. (18 Januari 2012). Kimia yang mustahil: Memaksa gas mulia untuk bekerja. Pulih dari: newscientist.com
6. Profesor Patricia Shaley. (2011). Gas Kimia Mulia. Pulih dari: butana.Chem.UIUC.Edu
7. Gary J. Schrobilgen. (28 Februari 2019). gas mulia. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: Britannica.com