Инертные газы - Реферат

Инертные газы - группа элементов в таблице Менделеева, обладающих однотипными свойствами. Все эти вещества - одноатомные газы, с большим трудом взаимодействующие с другими веществами. Эти газы еще называют благородными или редкими. К благородным, или инертным, газам относятся: гелий Не, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Хе, радон Rn. Они относятся к VIII группе, главной подгруппе периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.К благородным газам относятся гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. История открытия инертных газов представляет большой интерес: во-первых, как триумф введенных Ломоносовым количественных методов химии (открытие аргона), а во-вторых, как триумф теоретического предвидения (открытие остальных инертных газов), опирающегося на величайшее обобщение химии - периодический закон Менделеева. Открытие физиком Рэлеем и химиком Рамзаем первого благородного газа - аргона - произошло в то время, когда построение периодической системы казалось завершенным и в ней оставалось лишь несколько пустых клеток. На долю этого газа приходилась примерно одна сто двадцатая часть объема воздуха. Этим было доказано, что воздух содержит газ, плотность которого больше плотности азота… Я получил 100 см3 этого вещества и нашел его плотность равной 19,9.Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятся: гелий ярко-желтым светом, потому что в его сравнительно простом спектре двойная желтая линия преобладает над всеми другими; неон огненно красным светом, так как самые яркие его линии лежат в красной части спектра. Насыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, что инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы с тем же молекулярным весом. Изучение электронной структуры оболочек криптона и ксенона с позиций квантовой механики привело к заключению, что эти газы в состоянии образовывать устойчивые соединения с фтором. Однако в 1961 году Бартлетт, сотрудник одного из университетов Канады, изучая свойства гексафторида платины, соединения более активного, чем сам фтор, установил, что потенциал ионизации у ксенона ниже, чем у кислорода (12, 13 и 12, 20 эв соответственно). Последующие работы Бартлетта позволили установить, что ксенон в зависимости от условий реакции образует два соединения с гексафторидом платины: XEPTF6 и Xe (PTF6) 2; при гидролизе их получаются одни и те же конечные продукты.При температуре жидкого гелия тепловое движение атомов и свободных электронов в твердых телах практически отсутствует, что позволяет изучать многие новые явления, например сверхпроводимость в твердом состоянии. Так как гелий хуже растворим в крови, чем азот, большие количества гелия применяют в дыхательных смесях для работ под давлением, например при морских погружениях, при создании подводных тоннелей и сооружений. При использовании гелия декомпрессия (выделение растворенного газа из крови) у водолаза протекает менее болезненно, менее вероятна кессонная болезнь, исключается такое явление, как азотный наркоз, - постоянный и опасный спутник работы водолаза. Смеси He-O2 применяют, благодаря их низкой вязкости, для снятия приступов астмы и при различных заболеваниях дыхательных путей. В смеси с другими благородными газами гелий используется в наружной неоновой рекламе (в газоразрядных трубках).Они выполняют роль защитной среды, которая отгораживает сварочную ванну с расплавленным металлом от негативного воздействия различных факторов, в том числе и воздушной среды. При использовании инертных газов швы получаются более надежными и качественными, так как снижается вероятность возникновения брака во время работы. В ремонтных мастерских по восстановлению автомобилей и прочей сложной техники именно сварка инертными газами является основным методом соединения деталей, так как она обладает деликатным отношением к материалу. При производстве металлических изделий самого различного типа, особенно из цветных сложно свариваемых металлов, инертный газ благородный выступает основным сырьем для работы. Несмотря на все недостатки и сложности, инертные газы остаются самыми востребованными расходными материалами для качественной и надежной сварки.

Оглавление

Введение

1. История открытия инертных газов

2. Физические и химические свойства инертных газов

3. Применение инертных газов

Заключение

Литература

Инертные газы - группа элементов в таблице Менделеева, обладающих однотипными свойствами. Все эти вещества - одноатомные газы, с большим трудом взаимодействующие с другими веществами. Это объясняется тем, что их внешние атомные оболочки полностью «укомплектованы» (кроме гелия) восемью электронами и являются энергетически стабильными. Эти газы еще называют благородными или редкими.

К благородным, или инертным, газам относятся: гелий Не, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Хе, радон Rn. Они относятся к VIII группе, главной подгруппе периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Эти соединения представляют собой одноатомные газы без цвета и запаха. Внешняя электронная оболочка атомов заполнена (s2p6), благодаря чему при нормальных условиях благородные газы одноатомны и химически инертны. Входят в состав земной атмосферы: наиболее распространен аргон (0,934% по объему), наименее распространен ксенон (0,86•10-5%). В небольших количествах содержатся в некоторых минералах, природных газах, в растворенном виде - в воде. Кроме этого, обнаружены также в атмосферах планет-гигантов и на Солнце (гелий).

Химия благородных газов не является разнообразной в виду их инертности, но с другой стороны представляет собой очень интересной к исследованию изза их особого строения и свойств. Изучение данных элементов и их соединений является очень актуальным, так как находится на стадии развития.

Словосочетание «химия инертных газов» звучит парадоксально. В самом деле, какая химия может быть у инертного вещества, если в его атомах заполнены все электронные оболочки и, стало быть, оно по определению ни с чем не должно взаимодействовать?! Однако во второй половине XX века химикам удалось преодолеть оборону заполненных оболочек и синтезировать неорганические соединения инертных газов.

На нашей планете благородные газы преимущественно содержатся в воздухе, но они есть в небольших количествах в воде, горных породах, природных газах и нефти.

Много гелия в космическом пространстве, это второй по распространенности элемент после водорода. В Солнце его почти 10%. Судя по имеющимся данным, благородных газов много в атмосферах крупных планет Солнечной системы.

Все газы, кроме гелия и радона, добывают из сжиженного воздуха фракционным разделением. Гелий получают как сопутствующий продукт при добыче природного газа.

Свойства инертных газов делают их очень востребованными в сварочной сфере. Основными местами применения являются газовая и газово-дуговая сварка. Они выполняют роль защитной среды, которая отгораживает сварочную ванну с расплавленным металлом от негативного воздействия различных факторов, в том числе и воздушной среды. Как правило, они применяются вместе с техническим кислородом, так как он повышает температуру их горения. При использовании инертных газов швы получаются более надежными и качественными, так как снижается вероятность возникновения брака во время работы.

Вещества используются на строительных площадках при соединении металлоконструкций, в особенности, несущих частей. Ими удобнее работать с тонкими деталями, трубами и прочими объектами, которые сложно поддаются электрической сварке. В ремонтных мастерских по восстановлению автомобилей и прочей сложной техники именно сварка инертными газами является основным методом соединения деталей, так как она обладает деликатным отношением к материалу. В коммунальной сфере, где речь идет о ремонте труб и прочих вещей эти разновидности также используются. При производстве металлических изделий самого различного типа, особенно из цветных сложно свариваемых металлов, инертный газ благородный выступает основным сырьем для работы.

Несмотря на все недостатки и сложности, инертные газы остаются самыми востребованными расходными материалами для качественной и надежной сварки.

Также инертные газы оказывают особое влияние на организм человека. Было бы естественно полагать, что благородные газы не должны влиять на живые организмы, потому как инертны химически. Однако это не совсем так. В с меси с кислородом вдыхание высших инертных газов приводит человека в состояние, сходное с алкогольным опьянением. Такое наркотическое действие инертных газов обуславливается растворением их в нервных тканях. И чем выше атомный вес инертного газа, тем выше его растворимость, и тем большее наркотическое действие он способен оказывать.

1. Ахметов Н.С. «Общая и неорганическая химия» 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., Изд. центр «Академия», 2011 - 743 с.

2. Глинка Н.Л. «Общая химия» 30-е изд., испр. - М.: 2003. - 728 с.

3. Гузей Л.С. «Лекции по общей химии» М.: Издательство МГУ, 2012. - 77 стр.

4. Петров М.М., Михилев Л.А., Кукушкин Ю.Н. «Неорганическая химия», Учебное пособие для ср. спец. учебн. завед. - 3-е изд, перераб. - Л.: Химия, 2009 г. - 544 с.

5. Некрасов Б.В. «Учебник общей химии» М.: Изд. «Химия», 2009. - 656 с., 688 с.

6. Ходаков Ю.В. «Общая и неорганическая химия» М.: АПН РСФСР, 2010. - 527 с.

Размещено на .ru