Τι είναι τα ευγενή αέρια; Ορισμός και Ιδιότητες

Τα ευγενή αέρια είναι τα στοιχεία της ομάδας 18 του περιοδικού πίνακα. Τα άτομα αυτών των στοιχείων έχουν γεμίσει κελύφη ηλεκτρονίων σθένους, καθιστώντας τα σχετικά αδρανή, άχρωμα, άοσμα, μονατομικά αέρια σε θερμοκρασία και πίεση δωματίου.

Γιατί τα ευγενή αέρια ονομάζονται ευγενή;

Ο όρος «ευγενές αέριο» προέρχεται από μετάφραση της γερμανικής λέξης Edelgas , που σημαίνει ευγενές αέριο. Ο Γερμανός χημικός Hugo Erdmann επινόησε τη φράση το 1898. Όπως ένας ευγενής θα μπορούσε να θεωρήσει αναξιοπρεπή τη συναναστροφή με τους απλούς ανθρώπους, τα ευγενή αέρια τείνουν να μην αντιδρούν με άλλα στοιχεία.

Άλλα ονόματα για τα ευγενή αέρια περιλαμβάνουν σπάνια αέρια, αδρανή αέρια και αερογόνα. Όταν γίνεται αναφορά στον περιοδικό πίνακα, τα ευγενή αέρια είναι η ομάδα IUPAC 18 (ομάδα 0 με την παλιά μέθοδο), η ομάδα CAS VIIIA, η ομάδα ηλίου ή η ομάδα νέον.

Κατάλογος ευγενών αερίων

Υπάρχουν είτε έξι ή επτά στοιχεία ευγενούς αερίου, ανάλογα με το αν συμπεριλάβετε ή όχι το στοιχείο 118, oganesson.

• Ήλιο (Αυτός)
• Νέον (Ne)
• Αργόν (Ar)
• Krypton (Kr)
• Xenon (Xe)
• Ραδόνιο (Rn)
• Oganesson (Og)

Τα πρώτα έξι στοιχεία εμφανίζονται φυσικά. Το ραδόνιο και το ογκανεσόν είναι ραδιενεργά στοιχεία. Το Oganesson είναι ένα ανθρωπογενές (συνθετικό) στοιχείο που δεν ταιριάζει απόλυτα στην ομάδα. Αν και μπορεί να έχει ένα γεμάτο κέλυφος σθένους (7p), προβλέπεται ότι είναι ένα μεταλλικό στερεό σε θερμοκρασία δωματίου.

Ιδιότητες Noble Gas

Τα στοιχεία στην ομάδα των ευγενών αερίων έχουν κοινές χημικές και φυσικές ιδιότητες:

• Συμπεριφέρεστε ως σχεδόν ιδανικά αέρια υπό τυπικές συνθήκες
• Μονατομικά αέρια σε θερμοκρασία δωματίου
• Αρκετά μη αντιδραστικό
• Ολοκληρωμένο εξωτερικό ηλεκτρόνιο ή κέλυφος σθένους (αριθμός οξείδωσης =0)
• Υψηλές ενέργειες ιονισμού
• Πολύ χαμηλές τιμές ηλεκτραρνητικότητας
• Χαμηλά σημεία τήξης
• Χαμηλά σημεία βρασμού
• Κανένα χρώμα, οσμή ή γεύση υπό κανονικές συνθήκες (αλλά μπορεί να σχηματίσει χρωματιστά υγρά και στερεά)
• Μη εύφλεκτο
• Αγωγή ηλεκτρισμού και φθορισμός σε χαμηλή πίεση

Συνήθεις παρανοήσεις

Η πιο κοινή παρανόηση για τα ευγενή αέρια είναι ότι δεν μπορούν να σχηματίσουν χημικούς δεσμούς και ενώσεις. Ενώ τα άτομά τους έχουν κανονικά γεμάτα κελύφη σθένους, είναι δυνατό να αφαιρεθούν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια ή (λιγότερο συχνά) να προστεθούν ηλεκτρόνια. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, τα ευγενή αέρια μπορούν να σχηματίσουν διατομικά αέρια, κλαθρικά, φθοριούχα, χλωρίδια, σύμπλοκα μετάλλων και άλλες ενώσεις. Συνήθως, οι ενώσεις σχηματίζονται κάτω από εξαιρετικά υψηλές πιέσεις. Παραδείγματα ενώσεων ευγενών αερίων περιλαμβάνουν φθοροϋδρίδιο αργού (HArF) και εξαφθοριούχο ξένο (XeF₆ ).

Μια άλλη παρανόηση είναι ότι τα ευγενή αέρια είναι σπάνια. Όπως και με τις σπάνιες γαίες, τα σπάνια αέρια δεν είναι ιδιαίτερα ασυνήθιστα. Το αργό είναι το τρίτο ή τέταρτο πιο άφθονο αέριο στην ατμόσφαιρα (ανάλογα με την ποσότητα των υδρατμών). Αντιπροσωπεύει το 1,3% της ατμοσφαιρικής μάζας ή το 0,94% του όγκου της. Το νέο, το κρυπτόν, το ήλιο και το ξένο είναι ιχνοστοιχεία στον αέρα. Τα αέρια μπορεί να είναι πιο άφθονα πιο βαθιά μέσα στη γη. Το ήλιο βρίσκεται στο φυσικό αέριο, ενώ το ξένο εμφανίζεται στους ατμούς από ορισμένες μεταλλικές πηγές και μπορεί να συνδεθεί με τον σίδηρο και το νικέλιο στον πυρήνα της Γης.

Χρήσεις ευγενούς αερίου

Τα ευγενή αέρια έχουν πολλές σημαντικές χρήσεις. Χρησιμοποιούνται ως αδρανής ατμόσφαιρα για την προστασία των δειγμάτων και την ελαχιστοποίηση των χημικών αντιδράσεων. Τα χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού τους τα καθιστούν χρήσιμα ως ψυκτικά μέσα. Τα ευγενή αέρια είναι σημαντικά σε εφαρμογές φωτισμού, όπως λαμπτήρες υψηλής έντασης, φώτα νέον, προβολείς αυτοκινήτου και λέιζερ excimer. Το ήλιο χρησιμοποιείται σε μπαλόνια, στην αναπνοή μειγμάτων αερίων για καταδύσεις βαθιάς θάλασσας και για την ψύξη υπεραγώγιμων μαγνητών. Τα αέρια, ιδιαίτερα το ξένο, χρησιμοποιούνται σε ιοντοκινητήρες. Προς το παρόν, το oganesson δεν έχει πρακτικές χρήσεις, αλλά μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να δημιουργήσουν ακόμη πιο βαριά στοιχεία κάποια μέρα.

Πηγές ευγενών αερίου

Το νέο, το αργό, το κρυπτόν και το ξένο προέρχονται από κλασματική απόσταξη υγροποιημένου αέρα. Η κύρια πηγή ηλίου είναι ο κρυογονικός διαχωρισμός του φυσικού αερίου. Το ραδόνιο προέρχεται από τη ραδιενεργή διάσπαση του ραδίου, του θορίου, του ουρανίου και άλλων βαρέων ραδιενεργών στοιχείων. Το Oganesson είναι ένα ανθρωπογενές στοιχείο που συντίθεται χτυπώντας έναν στόχο με επιταχυνόμενα σωματίδια. Στο μέλλον, ευγενή αέρια μπορεί να προέρχονται από άλλους πλανήτες. Για παράδειγμα, το ήλιο και το ξένο είναι πολύ πιο άφθονα στον Δία και σε άλλους πλανήτες αερίου παρά στη Γη.

Αναφορές

• Greenwood, N. N.; Earnshaw, Α. (1997). Χημεία των Στοιχείων (2η έκδ.). Οξφόρδη:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Lehmann, J (2002). «Η Χημεία του Κρυπτόν». Συντονιστικές Κριτικές Χημείας . 233–234:1–39. doi:10.1016/S0010-8545(02)00202-3
• Ozima, Minoru; Podosek, Frank A. (2002). Γεωχημεία Ευγενών Αερίων . Cambridge University Press. ISBN 0-521-80366-7.
• Partington, J. R. (1957). «Ανακάλυψη του Ραδονίου». Φύση . 179 (4566):912. doi:10.1038/179912a0
• Renouf, Edward (1901). "Ευγενή αέρια". Επιστήμη . 13 (320):268–270.