Википедија

Plemeniti gas

Plemeniti gasovi (istorijski i inertni gasovi; ponekad se nazivaju i aerogeni[1]) čine klasu hemijskih elemenata sa sličnim svojstvima; u standardnim uslovima, svi su oni monomatski gasovi bez mirisa, boje i sa veoma niskom hemijskom reaktivnošću.

Plemeniti gasovi
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
halogeni ←    → alkalni metali
Broj grupe po IUPAC 18
Ime elementa helijumska grupa ili
neonska grupa
Trivijalno ime inertni gasovi
CAS broj grupe
(SAD, patern A-B-A)
 VIIIA
stari IUPAC broj
(Evropa, patern A-B)
 0
↓ Perioda
1
Slika: Helium discharge tube
Helijum (He)
2
2
Slika: Neon discharge tube
Neon (Ne)
10
3
Slika: Argon discharge tube
Argon (Ar)
18
4
Slika: Krypton discharge tube
Kripton (Kr)
36
5
Slika: Xenon discharge tube
Ksenon (Xe)
54
6 Radon (Rn)
86
7 Oganeson (Og)
118

Legenda

primordijalni element
element po radioaktivnom raspadu
Boja atomskog broja: crveno=gas
Plemeniti gasovi: helijum, argon, neon, kripton i ksenon

Ranije se verovalo da su nulto valentni i da ne grade jedinjenja. Otuda potiče naziv same grupe. Sada se u hemijskoj literaturi ova grupa sve češće naziva VIIIa grupom. U ovu grupu elemenata spadaju: helijum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) i radon (Rn).[2] Radon je radioaktivan sa poluvremenom raspadanja od 3,8 dana. Proizvod je radioaktivnog raspadanja (dezintegracije) radijuma. Ovi elementi su počeli da se primenjuju tek 1910. kada je otkriveno da električna struja pri prolasku kroz ove elemente daje obojenu svetlost. Do 1910. godine plemeniti gasovi su imali samo teoretski značaj. Zajednička oznaka za elektronsku konfiguraciju ove grupe je ns2 np6 (sa izuzetkom helijuma čija je konfiguracija ns2 )sa popunjenim valentnim orbitalama.

Opšta svojstva elemenata u grupi uredi

Zbog vrlo stabilne konfiguracije elementi ne mogu primiti nijedan elektron, a da se ne počne popunjavati novi elektronski nivo.[3] Popunjene elektronske orbitale ne daju mogućnost međusobnog spajanja atoma ovih elemenata, te su u sva tri agregatna stanja monoatomi. Plemeniti gasovi imaju vrlo visoke vrednosti za energiju jonizacije tako da teško mogu otpustiti elektron. Među atomima postoje samo Van der Valsove privlačne sile. One rastu sa porastom atomskog broja, a sa njima temperatura topljenja i ključanja. Plemeniti gasovi nemaju miris i ukus, a u vodi se slabo rastvaraju. Za helijum koji ima samo 2 elektrona vrednosti topljenja i ključanja su najmanja. Helijum nije dobijen u čvrstom stanju. Plemeniti gasovi ulaze u sastav atmosfere. Dobijaju se frakcionom destilacijom tečnog vazduha.

 
Molekulske težine i tačke ključanja halogena i plemenitih gasova

Primena plemenitih gasova uredi

Helijum se koristi za punjenje balona. „Helijumov vazduh“ se daje roniocima jer se helijum manje rastvara u krvi od azota te se brže mogu dizati prema površini — sprečava kesonsku bolest. Helijum služi za ispitivanje materije pri vrlo niskim temperaturama. Pretpostavlja se da je tečan i pri apsolutnoj nuli.

Neon se upotrebljava za punjenje reklamnih svetlećih cevi. Ako pod smanjenim pritiskom dođe do električnog pražnjenja kroz neon javlja se narandžasto-ljubičasta svetlost. Ukoliko se doda živina para i argon boja se menja do tamnoplave i zelene.

Argon se koristi za punjenje sijalica, kao i za zavarivanje u tehnici jer daje inertnu atmosferu. Koristi se i za punjenje svetlećih cevi.

Kripton i ksenon se takođe koriste za punjenje sijalica.

Plemeniti gasovi se koriste i u laserskoj tehnici.

Istorija uredi

Plemeniti gas je preveden sa nemačke imenice Edelgas, koju je Igo Erdman prvi put upotrebio 1898. godine[4] da bi ukazao na njenu izuzetno nisku reaktivnost. Naziv predstavlja analogiju izraza „plemeniti metali”, koji takođe imaju nisku reaktivnost. Plemeniti gasovi su takođe nazivani inertnim gasovima, ali ova oznaka je zastarela, jer su sada poznata mnoga jedinjenja plemenitih gasova.[5] Retki gasovi su još jedan termin koji se koristio,[6] ali je i to netačno jer argon čini prilično značajan deo (0,94% zapreminskih, 1,3% masenih) Zemljine atmosfere usled raspada radioaktivnog kalijuma-40.[7]

 
Helijum je prvi put otkriven na Suncu zbog karakterističnih spektralnih linija.

Pjer Žansen i Džosef Norman Lokjer otkrili su 18. avgusta 1868. novi element posmatrajući hromosferu Sunca, i nazvali ga helijum prema grčkoj reči za Sunce, ἥλιος (hḗlios).[8] U to vreme nije bila moguća hemijska analiza, ali je kasnije otkriveno da je helijum plemeniti gas. Pre njih, 1784. godine, engleski hemičar i fizičar Henri Kavendiš otkrio je da vazduh sadrži mali deo supstance koja je manje reaktivna od azota.[9] Vek kasnije, 1895, Lord Rejli je otkrio da su uzorci azota iz vazduha različite gustine od azota koji je rezultat hemijskih reakcija. Zajedno sa škotskim naučnikom Vilijamom Remzijem sa Univerzitetskog koledža u Londonu, Lord Rejli je teoretisao da se azot ekstrahovan iz vazduha pomešan sa drugim gasom, što je dovelo do eksperimenta kojima je uspešno izolovan novi element, argon, od grčke reči ἀργός (argós, „prazan” ili „lenj”).[9] Ovim otkrićem shvatili su da u periodnom sistemu nedostaje čitava klasa gasova. Tokom svoje potrage za argonom, Ramzi je takođe uspeo da prvi put izoluje helijum dok je zagrevao kleveit, mineral. Godine 1902, prihvativši dokaze za elemente helijuma i argona, Dmitrij Mendeljejev je uključio ove plemenite gasove kao grupu 0 u svoj raspored elemenata, koji će kasnije postati periodni sistem.[10]

Ramzi je nastavio potragu za ovim gasovima koristeći metod frakcione destilacije da bi razdvojio tečni vazduh na nekoliko komponenti. Godine 1898, otkrio je elemente kripton, neon i ksenon, i nazvao ih po grčkim rečima κρυπτός (kryptós, „skriven”), νέος (néos, „nov”) i ξένος (ksénos, „stranac”), respektivno. Radon je prvi put identifikovao Fridrih Ernst Dorn 1898. godine,[11] i dobio je naziv radijumska emanacija, ali se nije smatrao plemenitim gasom sve do 1904. godine, kada je utvrđeno da su njegove karakteristike slične onima kod drugih plemenitih gasova.[12] Rejli i Ramzi dobili su Nobelove nagrade za fiziku i hemiju 1904. godine za otkriće plemenitih gasova;[13][14] prema rečima J. E. Cederbloma, tadašnjeg predsednika Kraljevske švedske akademije nauka, „otkriće potpuno nove grupe elemenata, za koju nijedan predstavnik nije bio poznat sa sigurnošću, nešto je krajnje jedinstveno u istoriji hemije, po svojoj suštini napredak u nauci od posebnog značaja”.[14]

Otkriće plemenitih gasova pomoglo je razvoju opšteg razumevanja strukture atoma. Francuski hemičar Anri Moasan pokušao je 1895. godine da izazove reakciju između fluora, najelektronegativnijeg elementa, i argona, jednog od plemenitih gasova, ali nije uspeo. Naučnici nisu mogli da pripreme jedinjenja argona do kraja 20. veka, ali su ti pokušaji pomogli da se razviju nove teorije o strukturi atoma. Učeći iz ovih eksperimenata, danski fizičar Nils Bor predložio je 1913. godine da su elektroni u atomima raspoređeni u ljuskama koje okružuju jezgro, te da za sve plemenite gasove osim helijuma najudaljenija ljuska uvek sadrži osam elektrona.[12] Godine 1916, Gilbert Nj. Luis formulisao je pravilo okteta, koje je zaključilo da je oktet elektrona u spoljnoj ljusci najstabilniji raspored za bilo koji atom; ovaj aranžman je prouzrokovao da su nereaktivni prema drugim elementima, jer im nije bilo potrebno više elektrona da završe svoju spoljnu ljusku.[15]

Godine 1962, Nil Bartlet je otkrio prvo hemijsko jedinjenje plemenitog gasa, ksenon heksafluoroplatinat.[16] Jedinjenja drugih plemenitih gasova otkrivena su ubrzo nakon toga: godine 1962. za radon, radon difluorid (RnF
2),[17] koji je identifikovan radiotrejserskim tehnikama i 1963. godine za kripton, kripton difluorid (KrF
2).[18] Prvo stabilno jedinjenje argona prijavljeno je 2000. godine kada je formiran argonov fluorohidrid (HArF) na temperaturi od 40 K (−233,2 °C; −387,7 °F).[19]

U oktobru 2006. naučnici iz Zajedničkog instituta za nuklearna istraživanja i Nacionalne laboratorije Lavrens Livermor uspešno su stvorili sintetički oganeson, sedmi element u grupi 18,[20] bombardovanjem kalifornijuma kalcijumom.[21]

Jedinjenja plemenitih gasova uredi

Plemeniti gasovi mogu da grade jedinjenja iako imaju veoma stabilnu elektronsku konfiguraciju. Prvo jedinjenje plemenitig gasova je napravljeno 1962. godine. Pri sobnoj temperaturi izvršeno je mešanje tamnocrvenih para platine heksafluorida PtF6 sa viškom ksenona; nastalo je čvrsto žuto kompleksno jedinjenje ksenon-heksafluoroplatinat, XePtF6

Do danas je napravljeno više stotina jedinjenja ksenona; npr. sa fluorom XeF2, XeF4, XeF6 ; sa kiseonikom XeO3. Neka od njih su veoma stabilna, kao na primer Rb2XeF8 koji se ne razlaže ni na 400 °C. Dobijena su i neka jedinjenja kriptona i radona.

Jedinjenja plemenitih gasova nemaju praktičnu primenu, te njihovo dobijanje ima samo teorijsku vrednost.

Izvori uredi

  1. ^ Bauzá, Antonio; Frontera, Antonio (2015). „Aerogen Bonding Interaction: A New Supramolecular Force?”. Angewandte Chemie International Edition. 54 (25): 7340—3. PMID 25950423. doi:10.1002/anie.201502571. 
  2. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  3. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  4. ^ Renouf, Edward (1901). „Noble gases”. Science. 13 (320): 268—270. Bibcode:1901Sci....13..268R. doi:10.1126/science.13.320.268. 
  5. ^ Ozima 2002, str. 30
  6. ^ Ozima 2002, str. 4
  7. ^ „argon”. Encyclopædia Britannica. 2008. 
  8. ^ Oxford English Dictionary (1989), s.v. "helium". Retrieved 16 December 2006, from Oxford English Dictionary Online. Also, from quotation there: Thomson, W. (1872). Rep. Brit. Assoc. xcix: "Frankland and Lockyer find the yellow prominences to give a very decided bright line not far from D, but hitherto not identified with any terrestrial flame. It seems to indicate a new substance, which they propose to call Helium."
  9. ^ a b Ozima 2002, str. 1
  10. ^ Mendeleev 1903, str. 497
  11. ^ Partington, J. R. (1957). „Discovery of Radon”. Nature. 179 (4566): 912. Bibcode:1957Natur.179..912P. S2CID 4251991. doi:10.1038/179912a0. 
  12. ^ a b „Noble Gas”. Encyclopædia Britannica. 2008. 
  13. ^ Cederblom, J. E. (1904). „The Nobel Prize in Physics 1904 Presentation Speech”. 
  14. ^ a b Cederblom, J. E. (1904). „The Nobel Prize in Chemistry 1904 Presentation Speech”. 
  15. ^ Gillespie, R. J.; Robinson, E. A. (2007). „Gilbert N. Lewis and the chemical bond: the electron pair and the octet rule from 1916 to the present day”. J Comput Chem. 28 (1): 87—97. PMID 17109437. doi:10.1002/jcc.20545  . 
  16. ^ Bartlett, N. (1962). „Xenon hexafluoroplatinate Xe+[PtF6]−”. Proceedings of the Chemical Society (6): 218. doi:10.1039/PS9620000197. 
  17. ^ Fields, Paul R.; Stein, Lawrence; Zirin, Moshe H. (1962). „Radon Fluoride”. Journal of the American Chemical Society. 84 (21): 4164—4165. doi:10.1021/ja00880a048. 
  18. ^ Grosse, A. V.; Kirschenbaum, A. D.; Streng, A. G.; Streng, L. V. (1963). „Krypton Tetrafluoride: Preparation and Some Properties”. Science. 139 (3559): 1047—1048. Bibcode:1963Sci...139.1047G. PMID 17812982. doi:10.1126/science.139.3559.1047. 
  19. ^ Khriachtchev, Leonid; Pettersson, Mika; Runeberg, Nino; Lundell, Jan; Räsänen, Markku (2000). „A stable argon compound”. Nature. 406 (6798): 874—876. Bibcode:2000Natur.406..874K. PMID 10972285. S2CID 4382128. doi:10.1038/35022551. 
  20. ^ Barber, Robert C.; Karol, Paul J.; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. (2011). „Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report)*” (PDF). Pure Appl. Chem. IUPAC. 83 (7). doi:10.1515/ci.2011.33.5.25b. Pristupljeno 30. 5. 2014. 
  21. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; et al. (2006). „Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm + 48Ca fusion reactions”. Physical Review C. 74 (4): 44602. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602  . 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Plemeniti gas na Vikimedijinoj ostavi.

Šablon:Navigacija periodni sistemx)

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Племенити_гас&oldid=27548752”