Инертные газы

благородные газы, редкие газы, химические элементы, образующие главную подгруппу 8-й группы периодической системы Менделеева. Гелий Не (атомный номер 2), Неон Ne (10), Аргон Ar (18), Криптон Kr (36), Ксенон Xe (54) и Радон Rn (86). Из всех И. Г. Только Rn не имеет стабильных изотопов и представляет собой радиоактивный химический элемент. Название И. Г. Отражает химическую инертность элементов этой подгруппы, что объясняется наличием у атомов И. Г. Устойчивой внешней электронной оболочки, на которой у Не находится 2 электрона, а у остальных И. Г. По 8 электронов. Удаление электронов с такой оболочки требует больших затрат энергии в соответствии с высокими потенциалами ионизации атомов И. Г. (см. Таблицу). Из-за химической инертности И.

Г. Долгое время не удавалось обнаружить, и они были открыты только во 2-й половине 19 в. К открытию первого И. Г. — гелия — привело проведённое в 1868 французом Ж. Жансеном и англичанином Н. Локьером спектроскопическое исследование солнечных протуберанцев. Остальные И. Г. Были открыты в 1892—1908. И. Г. Постоянно присутствуют в свободном виде в Воздухе. 1 м3 воздуха при нормальных условиях содержит около 9,4 л И. Г., главным образом аргона (см. Таблицу). Кроме воздуха, И. Г. Присутствуют в растворённом виде в воде, содержатся в некоторых минералах и горных породах. Гелий входит в состав подземных газов и газов минеральных источников. Остальные стабильные И. Г. Получают из воздуха в процессе его разделения. Источником радона служат радиоактивные препараты урана, радия и др.

После использования стабильные И. Г. Вновь возвращаются в атмосферу и поэтому их запасы (кроме лёгкого Не, который постепенно рассеивается из атмосферы в космическом пространстве) не уменьшаются. Молекулы И. Г. Одноатомны. Все И. Г. Не имеют цвета, запаха и вкуса. Бесцветны они в твёрдом и жидком состоянии. Наличие заполненной внешней электронной оболочки обусловливает не только высокую химическую инертность И. Г., но и трудности получения их в жидком и твёрдом состояниях (см. Таблицу). Другие физические свойства И. Г. См. В статьях об отдельных элементах. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | |  | | Атомные радиусы, | | При 1 атм. (Инертные газы100 кн/м2)  | | | Атомная  | Содер­жание | Å  | Первые |  | | Эле­мент | масса | в воздухе,  |-----------------------------------| потенциалы  |-------------------------------------------| | |  | об. %  | по А.

 | по В. И.  | ионизации, в  | tпл, °С  | tкип, °С | | |  | | Бонди | Лебедеву | |  |  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Не | 4,0026 | 4,6·10-4 | 1,40 | 0,291 | 24,58 | —272,6* | —268,93  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Ne | 20,179 | 1,61·10-3 | 1,54 | 0,350 | 21,56 | —248,6 | —245,9 | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Ar | 39,948 | 0,9325 | 1,88 | 0,690 | 15,76 | —189,3 | —185,9 | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Kr | 83,80  | 1,08·10-4 | 2,02 | 0,795 | 14,00 | —157,1 | —153,2 | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Xe | 131,30 | 8·10-6 | 2,16 | 0,986 | 12,13 | —111,8 | —108,1 | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Rn | 222** | 6·10-18 | — | 1,096 | 10,75 | около —71 | около —63 | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- *При 26 атм.

(Инертные газы2,6 Мн/м2). **Массовое число наиболее долгоживущего изотопа. Долгое время попытки получить химические соединения И. Г. Оканчивались неудачей. Положить конец представлениям об абсолютной химической недеятельности И. Г. Удалось канадскому учёному Н. Бартлетту, который в 1962 сообщил о синтезе соединения Xe с PtF6. В последующие годы было получено большое число соединений Kr, Xe и Rn, в которых И. Г. Имеют степени окисления +1, +2, +4, +6 и +8. При этом существенно, что для объяснения строения этих соединений не потребовалось принципиально новых представлений о природе химической связи, и связь в соединениях И. Г. Хорошо описывается, например, методом молекулярных орбиталей (см. Валентность, Молекулярных орбиталей метод).

Из-за быстрого радиоактивного распада Rn его соединения получены в ничтожно малых количествах и состав их установлен ориентировочно. Соединения Xe значительно стабильнее соединений Kr, а получить устойчивые соединения Ar и более лёгких И. Г. Пока не удалось. В большинстве реакций И. Г. Участвует фтор. Одни вещества получают, действуя на И. Г. Фтором или фторсодержащими агентами (SbF5, PtF6 и т. Д.), другие образуются при разложении фторидов И. Г. Имеются указания на возможность протекания реакций Xe и Кr с хлором. Получены также окислы (Xe03, Xe04) и оксигалогениды И. Г. Кроме указанных выше соединений, И. Г. Образуют при низких температурах Соединения включения. Так, все И. Г., кроме Не, дают с водой кристаллогидраты типа Хе․6Н2О, с фенолом тяжёлые И.

Г. Дают соединения типа Хе․3С6Н5ОН и т. Д. Промышленное использование И. Г. Основано на их низкой химической активности или специфических физических свойствах. Примеры применения И. Г. См. В статьях об отдельных элементах. Лит. Финкельштейн Д. Н., Инертные газы, М., 1961. Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В., Инертные газы, М., 1964. Крамер Ф., Соединения включения, пер. С нем., М., 1958. Бердоносов С. С., Инертные газы вчера и сегодня, М., 1966. Соединения благородных газов, пер. С англ., М., 1965. Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Современная неорганическая химия, пер. С англ., ч. 2, М., 1969. Дяткина М. Е., Электронное строение соединений инертных газов, «Журнал структурной химии», 1969, т. 10, № 1, с. 164. С. С. Бердоносов.