главная контакты карта сайта гостевая книга
  

назад меню вперёд 

37.ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ.

В подгруппу инертных газов входят элементы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.


Свойства элементов VIII-A подгруппы.
Элемент гелий неон аргон криптон ксенон радон
Свойство
Порядковый номер элемента 2 10 18 36 54 86
Относительная атомная масса 4,003 20,180 39,948 83,80 131,29 222,018
Температура плавления,0С -272,15 -248,6 -189,4 -157,2 -111,8 -71,0
Температура кипения,0С -268,9 -246,8 -185,9 -153,4 -108,1 -62,0
Плотность г/см3 0,18

0,9
1,78
3,74

5,89 9,96
при нормальных условиях
Степени окисления 0 0 0 0, +2, +4 0, +2, +4, +6, +7 0

Свойства и применение инертных газов.

Свойства: гелий — легкий негорючий газ, плотность газообразного гелия при нормальных условиях 0,178 кг/м3 (меньше только у газа водорода (H)). Температура кипения гелия (при нормальном давлении) около 4,2 К (или 268,93°C, это — самая низкая температура кипения). При нормальном давлении жидкий гелий не удается превратить в твердое вещество даже при температурах, близких к абсолютному нулю (0К). При давлении около 3,76 МПа температура плавления гелия 2,0К. Наименьшее давление, при котором наблюдается переход жидкого гелия в твердое состояние — 2,5МПа (25 ат), температура плавления гелия при этом около 1,1 К (–272,1°C).
В 100 мл воды при 20°C растворяется 0,86 мл гелия, в органических растворителях его растворимость еще меньше. Легкие молекулы гелия хорошо проходят (диффундируют) через различные материалы (пластмассы, стекло, некоторые металлы). Для жидкого гелия-4, охлажденного ниже –270,97°C, наблюдается ряд необычных эффектов, что дает основание рассматривать эту жидкость как особую, так называемую квантовую, жидкость. Эту жидкость обычно обозначают как гелий-II в отличие от жидкого гелия-I — жидкости, существующей при чуть более высоких температурах. Температура перехода гелия-I в гелий-II равна 2,186 К. Эту температуру часто называют l-точкой. Жидкий гелий-II способен быстро проникать через мельчайшие отверстия и капилляры, не обнаруживая при этом вязкости (так называемая сверхтекучесть жидкого гелия-II). Кроме того, пленки гелия-II быстро перемещаются по поверхности твердых тел, в результате чего жидкость быстро покидает тот сосуд, в который она была помещена. Это свойство гелия-II называют сверхползучестью. Сверхтекучесть гелия-II открыта в 1938 году советским физиком П. Л. Капицей (Нобелевская премия по физике, 1978 год). Объяснение уникальным свойствам гелия-II дано другим советским физиком Л. Д. Ландау в 1941-1944 годах (Нобелевская премия по физике, 1962 год). Никаких химических соединений гелий не образует. Правда, в разреженном ионизированном гелии удается обнаружить достаточно устойчивые двухатомные ионы Не2+.
История открытия и название:
открытие гелия началось с 1868 года, когда при наблюдении солнечного затмения астрономы француз П. Ж. Жансен и англичанин Д. Н. Локьер независимо друг от друга обнаружили в спектре солнечной короны желтую линию (она получила название D3-линии), которую нельзя было приписать ни одному из известных в то время элементов. В 1871 Локьер объяснил ее происхождение присутствием на Солнце нового элемента. В 1895 году англичанин У. Рамзай выделил из природной радиоактивной руды клевеита газ, в спектре которого присутствовала та же D3-линия. Новому элементу Локьер дал имя, отражающее историю его открытия (греч. Helios — солнце). Поскольку Локьер полагал, что обнаруженный элемент — металл, он использовал в латинском названии элемента окончание «lim» (соответствует русскому окончанию «ий»), которое обычно употребляем в названии металлов. Таким образом, гелий задолго до своего открытия на Земле получил имя, которое окончанием отличает его от названий остальных инертных газов.
Нахождение в природе: в атмосферном воздухе содержание гелия очень мало и составляет около 5,27·10–4% по объему. В земной коре его 0,8·10–6%, в морской воде — 4·10–10%. Источником гелия служат нефть и гелионосные природные газы, в которых содержание гелия достигает 2-3%, а в редких случаях и 8-10% по объему. Зато в космосе гелий — второй по распространенности элемент (после водорода (H)): на его долю приходится 23% космической массы Получение: в настоящее время гелий выделяют из природных гелионосных газов, пользуясь методом глубокого охлаждения (гелий снимается труднее всех остальных газов). Месторождения таких газов имеются в России, США, Канаде и ЮАР. Гелий содержится также в некоторых минералах (монаците, торианите и других), при этом из 1 кг минерала при нагревании можно выделить до 10 л гелия.
Применение: гелий используют для создания инертной и защитной атмосферы при сварке, резке и плавке металлов, при перекачивании ракетного топлива, для заполнения дирижаблей и аэростатов, как компонент среды гелиевых лазеров. Жидкий гелий, самая холодная жидкость на Земле, — уникальный хладагент в экспериментальной физике, позволяющий использовать сверхнизкие температуры в научных исследованиях (например, при изучении электрической сверхпроводимости). Благодаря тому, что гелий очень плохо растворим в крови, его используют как составную часть искусственного воздуха, подаваемого для дыхания водолазам. Замена азота (N) на гелий предотвращает кессонную болезнь (при вдыхании обычного воздуха азот под повышенным давлением растворяется в крови, а затем выделяется из нее в виде пузырьков, закупоривающих мелкие сосуды).


Неон — одноатомный газ без цвета и запаха.
Свойства:температура кипения неона (при нормальном давлении) –245,9°C, температура плавления –248,6°C. Критическая температура –228,8°C, критическое давление 2,65 МПа. Плотность при нормальных условиях 1,444 кг/м3. В 100 мл воды при 20°C растворяется около 10 мл неона. Неон образует с водой соединение включения (клатрат) состава Ne·6Н2О. Химические соединения неон не образует. Известны содержащие неон так называемые эксимерные молекулы Ne2 и NeF. На переходах этих молекул из метастабильного состояния в несвязанное генерируется лазерное излучение. История открытия: неон открыли в 1898 английские ученые У. Рамзай и М. Траверс при спектральном исследовании остатков медленно испаряющегося жидкого воздуха.
Название происходит от греческого neos — новый и свидетельствует о радости исследователей, обнаруживших в воздухе, кроме аргона (Ar), и другие инертные газы. Существует легенда, согласно которой название новому элементу дал двенадцатилетний сын Рамзая: увидев необычное ярко-красное излучение, испускаемое веществом в трубке для проведения спектрального анализа, он радостно закричал: “Новый! Новый!”. Нахождение в природе: содержание неона в атмосферном воздухе составляет 1,82·10–3% по объему (общие запасы 7,8·1014 м3). В 1 м3 воздуха содержится около 18,2 см3 неона. В земной коре содержится 7·10–9% неона, в морской воде — 2·10–8%. Получение: в промышленности неон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении жидкого воздуха на кислород (O) и азот (N).
Применение: неон применяют для наполнения газоразрядных трубок, сигнальных ламп радиотехнической аппаратуры, индикаторных ламп, в технике низких температур. Смесь неона и гелия (He) используют в качестве рабочей среды в газовых лазерах. Трубки, заполненные смесью неона и азота (N)(так называемые неоновые трубки, содержащие около 10 объемных % неона), при пропускании через них электрического разряда испускают красное свечение.

 

Информация об аргоне, ксеноне, криптоне, радоне.

 

назад меню вперёд 

 


37

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100 Союз образовательных сайтов Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет