Благородные газы и их свойства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Алтайский государственный университет»

Химический факультет

Кафедра неорганической химии

Курсовая работа

Благородные газы и их свойства

Выполнила

Переятенец Ю.С.

Проверила

Тюникова Г.А.

Барнаул 2015



Содержание

Введение

Глава 1. История открытия благородных газов

Глава 2. Общая характеристика благородных газов

Глава 3. Свойства благородных газов

3.1 Физические свойства

3.2 Химические свойства

3.3 Физиологическое действие

Глава 4. Способы получения благородных газов

Глава 5. Применение благородных газов

Заключение

Используемая литература и интернет ресурсы



Введение

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. Одноатомные газы без цвета и запаха. Внешняя электронная оболочка молекул заполнена (s2p6), благодаря чему при нормальных условиях благородные газы моноатомны 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).[2]

Химия благородных газов не является разнообразной в виду их инертности, но с другой стороны представляет собой очень интересной к исследованию из-за их особого строения и свойств. Изучение данных элементов и их соединений является очень актуальным, так как находится на стадии развития. Именно по этим причинам я посвятила им свою работу.



Глава 1. История открытия благородных газов

История открытия благородных газов драматична и могла бы послужить основой для хорошего химического детектива. А начиналась она довольно банально. Английский физик Джон Уильям Рэлей (Рис.1) не предполагал совершить никакого открытия. Опытный, педантичного склада экспериментатор, он в 1888 г. решил определить плотности и молекулярные массы различных газов с очень высокой для того времени степенью точности - до сотых долей процента. Однако азот, выделенный им из воздуха, неизменно оказывался тяжелее, чем полученный при разложении нитрата аммония. Литр азота воздуха имел массу 1,2572 г, а литр «химического» азота - 1,2505 г. Разница невелика, но она выходила за пределы экспериментальной погрешности и была постоянной. Сам Рэлей не сумел объяснить этот парадокс.



Через научный журнал «Nature» («Природа») Рэлей в апреле 1894 г. обратился к ученным с просьбой помочь в решении проблемы. Откликнулся только один человек - заведующий кафедрой химии Лондонского университета Уильям Рамзай (Рис.2). Он высказал неожиданную идею: вероятно, в азоте, выделенном из воздуха, есть небольшая примесь какого-то другого, более тяжелого газа. Мысль была смелая, даже дерзкая - ведь до этого состав воздуха изучали сотни исследователей.

Но вот, анализируя лабораторные записи Г. Кавендиша, Рэлей и Рамзай обратили внимание на старый, забытый уже опыт, выполненный в 1785 г. Пропуская через воздух, содержащий избыток кислорода, электрические разряды, Кавендиш превращал азот в оксид NO2, который поглощал раствором щелочи. В итоге примерно сотая по объему часть воздуха не вступала в реакцию, оставаясь неизменной. Это уже был четкий ориентир. Рамзай изменил этот опыт, связав кислород с помощью меди в оксид меди (II), а азот - магнием в нитрид магния. «В остатке», как и у Кавендиша, небольшая часть исходного объема воздуха. Но «личность» нового газа так и не была установлена.

Газ вел себя парадоксально: он не вступал в реакции с хлором, металлами, кислотами, щелочами, т.е. был абсолютно химически инертен. И еще одна неожиданность: Рамзай доказал, что его молекула состоит из одного атома, а до той поры одноатомные газы были неизвестны.

12 августа 1894 г. Рэлей выступил с докладом о новом газе в Британской ассоциации содействия науке. А позже новый элемент был назван аргоном (от греч. «аргос» - «ленивый», «безразличный»).

Этому сообщению поверили далеко не все химики, усомнился в нем и сам Менделеев. Периодическая система элементов являла собой удивительно целостное строение, открытие аргона, казалось, могло привести к тому, что все ее «здание» рухнет.

Атомная масса газа (39,9) указывала ему место между калием (39,1) и кальцием (40,1). Но в этой части таблицы все клетки давно были заняты. Авторы открытия, горячие сторонники периодического закона, тоже не испытывали особого торжества. Аргон не имел в таблице аналогов, и вообще ему не находилось места в периодической системе: ну куда можно поместить элемент, лишенный химических свойств?

Ответ на этот вопрос пришел не сразу. Прежде всего вспомним об открытии, которое сделали почти одновременно, в 1868 г., два астронома - француз Пьер Жюль Сезар Жансен (Рис.3) и англичанин Джозеф Норман Локьер (Рис.4). Эти ученные с помощью недавно изобретенного прибора - спектроскопа изучили спектр солнечных протуберанцев и обнаружили в нем желтую линию, принадлежащую новому элементу. Но официальное признание он получил только лишь четверть века спустя. Это случилось только после того, как гелий (так его назвали в честь греческого бога Солнца Гелиоса) открыли на Земле.[1]

В 1895 г. Рамзай при обработке очень редкого минерала клевеита nUO3 * mUO2 * xPbO серной кислотой обнаружили газ, спектральный анализ которого показал, что это «земной» гелий. Как установили позже, гелий непрерывно образуется в минерале в результате радиоактивного распада урана.

Теперь уже двум элементам не было места в периодической системе: аргону и гелию. После длительных дискуссий Менделеев и Рамзай пришли к выводу, что инертным, т.е. лишенным химических свойств, газам надо отвести отдельную, так называемую нулевую группу между галогенами и щелочными металлами.

В надежде отыскать остальные инертные газы Рамзай вернулся к изучению воздуха. Следующий инертный газ выделили в 1898 г. «методом исключения», после того как кислород, азот и все более тяжелые компоненты воздуха были превращены в жидкость. Оставшийся газ собрали, поместили в разрядную трубку, пропустили через нее электрический ток, и трубка вспыхнула ярким красно - оранжевым светом. Элементу далее незамысловатое название «неон», что в переводе с греческого означает «новый».

В том же году Рамзай выделил из жидкого воздуха (предварительно удалив кислород, азот и аргон) смесь, в которой спектральным методом были открыты еще два газа: криптон («скрытый», «секретный») и ксенон («чуждый», «необычный»). Таким образом, к лету 1898 г. оказались известны пять благородных газов.

За исследования в области инертных газов Рэлей и Рамзай были удостоены Нобелевской премии.

Рамзая, открывшего пять элементов, можно сравнить с золотоискателем, которому фантастически повезло - он напал на «золотую жилу». Однако этот великий ученный вложил в ее разработку колоссальный труд и ювелирное искусство. За два года работы он получил 300мл ксенона, для чего пришлось переработать 77,5 млн литров воздуха, т.е. 100 тонн!

В 1899 г. тогда еще молодой английский физик Эрнест Резерфорд (Рис.5) обнаружил, что радиоактивный распад тория сопровождается выделением неизвестного газа. Это оказался последний представитель «благородного семейства». Впоследствии новый элемент получил название «радон», в честь своего непосредственного «ядерного предтечи» радия.

Открытие благородных газов имело огромное значение для научного сообщества. В частности, оно помогло в проведении спектральных исследований. Оранжевая линия спектра стабильного изотопа криптона-86 принята в качестве международного эталона длины волны света. Однако самое большое значение открытие этих элементов имело для развития понятия валентности и учения о межмолекулярных силах. В этом направлении работали ученые Коссель и Льюис, которые выдвинули гипотезу о том, что электронная оболочка из 8 электронов наиболее устойчива и различные атомы стремятся приобрести ее путем присоединения или отщепления электронов.

До 1962 года считалось, что инертные газы не вступают ни в какие реакции. В 1962 году канадский ученый Н. Бартлетт (Рис.6) смог получить соединение ксенона и гексафторида платины XePtF6. Бартлетт впервые получил соединение, в которое была вовлечена восьмиэлектронная оболочка ксенона. Таким образом был разрушен миф об абсолютной инертности благородно-газовой оболочки. После этого название «инертные газы» уже не соответствовало действительности, поэтому по аналогии с малоактивными благородными металлами эту группу химических элементов назвали благородными газами. Поскольку были получены химические соединения, в которых максимальная валентность благородных газов равна 8, вместо нулевой группы их стали считать главной подгруппой VIII группы Периодической системы. [1]



Глава 2. Общая характеристика благородных газов

Главную подгруппу восьмой группы периодической системы составляют благородные газы -- гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Эти элементы характеризуются очень низкой химической активностью, что и дало основание назвать их благородными, или инертными, газами. Они лишь с трудом образуют соединения с другими элементами или веществами; химические соединения гелия, неона и аргона не получены. Атомы благородных газов не соединены в молекулы, иначе говоря, их молекулы одноатомны. Химическая инертность элементов нулевой (восьмой) группы периодической системы объясняется, как известно, «замкнутым» характером их электронных оболочек (табл.1) -- на внешнем электронном уровне все инертные газы содержат электронный октет.

Таблица 1. Строение электронных оболочек благородных газов

Элемент	Строение электронной оболочки
2He	1s2
10Ne	1s2 2s2 2p6
18Ar	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
36Kr	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6
54Xe	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6
86Rn	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 6p6

Благородные газы заканчивают собой каждый период системы элементов. Кроме гелия, все они имеют в наружном электронном слое атома восемь электронов, образующих очень устойчивую систему. Также устойчива и электронная оболочка гелия, состоящая из двух электронов. Поэтому атомы благородных газов характеризуются высокими значениями энергии ионизации и, как правило, отрицательными значениями энергии сродства к электрону.

В табл. 2 приведены некоторые свойства благородных газов, а также их содержание в воздухе. Видно, что температуры сжижения и затвердевания благородных газов тем ниже, чем меньше их атомные массы или порядковые номера: самая низкая температура сжижения у гелия, самая высокая -- у радона.[2]

Таблица 2. Некоторые свойства благородных газов и их содержание в воздухе

	He	Ne	Ar	Kr	Xe	Rn
Радиус атома, им	0,122	0,160	0,192	0,198	0,218	…
Энергия ионизации Э >Э+, эВ	24,59	21,56	15,76	14,00	12,13	10,75
Плотность при нормальных условиях, г/л	0,18	1,90	1,78	3,71	5,85	9,73
Температура сжижения при нормальном атмосферном давлении, °С	-268,9	-246,0	-185,9	-153,2	-108,1	-61,9
Температура затвердевания, °С	-271,4*	-248,6	-189,3	-157,4	-111,85	-71
Содержание в воздухе, % (об.)	0,0005	0,0018	0,93	Примерно 10-4	Примерно 10-6	Примерно 10-19
*При давлении 3,0 Мпа.

Инертные газы постоянно присутствуют в свободном виде в воздухе. 1 м3 воздуха при нормальных условиях содержит около 9,4 л Инертных газов, главным образом аргона (см. таблицу 1). Кроме воздуха, Инертные газы присутствуют в растворенном виде в воде, содержатся в некоторых минералах и горных породах. Гелий входит в состав подземных газов и газов минеральных источников. Остальные стабильные Инертные газы получают из воздуха в процессе его разделения. Источником радона служат радиоактивные препараты урана, радия и других. После использования стабильные Инертные газы вновь возвращаются в атмосферу и поэтому их запасы (кроме легкого Не, который постепенно рассеивается из атмосферы в космическом пространстве) не уменьшаются.[3]

Глава 3. Свойства благородных газов

3.1 Физические свойства

Все благородные газы не имеют цвета, вкуса и запаха, плохорастворимы в воде, обладают низкими температурами плавления и кипения. Некоторые физические свойства благородных газов приведены в таблице 3. благородный газ электропроводность инертный

Таблица 3. Некоторые физические свойства благородных газов

Элемент	He	Ne	Ar	Kr	Xe	Rn
Агрегатное состояние при обычных условиях. Цвет	Бесцветные газы
Состав молекул	Молекулы одноатомны
Плотность с, г/л (293 К)	0,1785	0,89994	1,784	3,7493	5,8971	9,73
Температура плавления tпл, °С	-272,05	-248,52	-189,22	-156,4	-111,7	-71
Температура кипения tкип, °С	-268,784	-245,9	-185,71	-152,15	-106,9	-61,6
Стандартная энтропия So298, Дж/(мольЧК)	126,04	146,22	154,73	163,98	169,57	167,76
Удельная теплоемкость с*с, Дж/(кгЧК)	5190	1030	520	248	150	90
Растворимость в 1 л Н2О при 0 °С, мл	10	--	60	--	500	--

Гелий - единственное вещество, которое не существует в твердом состоянии при атмосферном давлении.

Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другими газами и при прохождении через них тока ярко светятся: гелий ярко-жёлтым светом, потому что в его сравнительно простом спектре двойная жёлтая линия преобладает над всеми другими; неон огненно красным светом, так как самые яркие его линии лежат в красной части спектра.[4]



3.2 Химические свойства

В 1962 году Бартлетт, 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). Между тем кислород образовывал с гексафторидом платины соединение состава PtF6О2. Бартлетт ставит опыт и при комнатной температуре из газообразного гексафторида платины и газообразного ксенона получает твердое оранжево - желтое вещество -- гексафторплатинат ксенона XePtF6, поведение которого ничем не отличается от поведения обычных химических соединений.

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. Через три недели эксперимент Бартлетта повторила группа американских исследователей во главе с Черником в Аргоннской национальной лаборатории. Кроме того, они впервые синтезировали аналогичные соединения ксенона с гексафторидами рутения, родия и плутония. Так были открыты первые пять соединений ксенона: XePtF6, Xe(PtF6)2, XeRuF6, XeRhF6, XePuF6 .

Американский ученый Классен попытался найти условия для непосредственного взаимодействия ксенона и фтора. Смесь газов (1 часть ксенона и 5 частей фтора) поместили в никелевый (поскольку никель наиболее устойчив к действию фтора) сосуд и нагрели под сравнительно небольшим давлением. Через час сосуд быстро охладили, а оставшийся в нем газ откачали и проанализировали. Это был фтор. Весь ксенон прореагировал! Вскрыли сосуд и обнаружили в нем бесцветные кристаллы XeF4 (Рис.7). Тетрафторид ксенона оказался вполне устойчивым соединением, молекула его имеет форму квадрата с ионами фтора по углам и ксеноном в центре.



Интересно в химии ксенона то, что, меняя условия реакции, можно получить не только XeF4, но и другие фториды -- XeF2, XeF6.

Советские химики В. М. Хуторецкий и В. А. Шпанский показали, что для синтеза дифторида ксенона совсем не обязательны жесткие условия. По предложенному ими способу смесь ксенона и фтора (в молекулярном отношении 1:1) подается в сосуд из никеля или нержавеющей стали, и при повышении давления до 35 атм. начинается самопроизвольная реакция.

Заставить ксенон вступить в реакцию без участия фтора (или некоторых его соединений) пока не удалось. Все известные ныне соединения ксенона получены из его фторидов. Эти вещества обладают повышенной реакционной способностью. Лучше всего изучено взаимодействие фторидов ксенона с водой.[5]

Гидролиз ХеF4 в кислой среде ведет к образованию окиси ксенона ХеО3 -- бесцветных, расплывающихся на воздухе кристаллов. Молекула ХеО3 имеет структуру приплюснутой треугольной пирамиды с атомом ксенона в вершине. Это соединение крайне неустойчиво; при его разложении мощность взрыва приближается к мощности взрыва тротила. Соответствующая трехокиси неустойчивая кислота шестивалентного ксенона H6XeO6 образуется в результате гидролиза XeF6 при 0 °С: XeF6 + 6H2О = 6HF + H6XeO6.

Интересна изученная недавно реакция дифторида ксенона с безводной НС1O4. В результате этой реакции получено новое соединение ксенона ХеСlO4 -- чрезвычайно мощный окислитель, вероятно, самый сильный из всех перхлоратов.

Синтезированы также соединения ксенона, не содержащие кислорода. Преимущественно это двойные соли, продукты взаимодействия фторидов ксенона с фторидами сурьмы, мышьяка, бора, тантала: XeF2 · SbF5, ХеF6 · AsF3, ХеF6 · ВF3 и ХеF2 · 2ТаF5.

Вскоре после открытия Бартлетта было замечено, что фторид ксенона (VI) реагирует со стеклом:2XeF6+SiO2=2XeOF4+SiF4.

Реакция протекает и дальше, конечным продуктом является опять же кислородное соединение ХеО3.

Помимо соединений ксенона были также получены некоторые соединения криптона и радона.

Для криптона в настоящее время достоверно известно только дифторидное соединение KrF2 и его производные и тетрафторид KrF4 по свойствам напоминающие соединения ксенона.

Радон, несомненно, должен давать фторидные соединения не хуже ксенона, однако пока известно лишь о RnF2 и некоторых его производных. Радон также растворим в воде и органических растворителях, с которыми он может образовывать молекулярные соединения, например Rn*6H2O, Rn*2C6H5OH. Реагирует с хлором с образованием хлорида RnCl4.[5]

Для гелия, неона и аргона стабильные фторидные соединения пока неизвестны. Гелий хуже других газов растворяется в воде и других растворителях. В 1 л воды, например, растворяется при 0 °С менее мл Не, т.е. в два с лишним раза меньше чем водорода, и в 51 000 раз меньше, чем HCl.

В обычных условиях гелий химически инертен, но при сильном возбуждении атомов он может образовать молекулярные ионы 2He+. Возможно также образование ионизированных молекул HeH+.

Неон, также как и гелий при сильном возбуждении образует молекулярные ионы типа 2Ne+. Он химически инертен. Для него известны только соединения включения, такие как Ne*6H2O.

Аргон так же образует молекулярные соединения включения - клатраты - с водой, фенолом, толуолом и другими веществами. Гидрат Аргона примерного состава Ar*6H2O представляет собой кристаллическое вещество, разлагающееся при атмосферном давление и температуре -42,8 °С. Его можно получить непосредственным взаимодействием Аргона с водой при 0 °С и давлении порядка 15 МПа. С соединениями H2S, SO2, CO2, HCl аргон дает двойные гидраты, т.е. смешанные клатраты.[6]

3.3 Физиологическое действие

Естественно было ожидать, что столь химически инертные вещества, как инертные газы, не должны влиять и на живые организмы. Но это не так. Вдыхание высших инертных газов (конечно в смеси с кислородом) приводит человека в состояние, сходное с опьянением алкоголем. Наркотическое действие инертных газов обуславливается растворением в нервных тканях. Чем выше атомный вес инертного газа, тем больше его растворимость и тем сильнее его наркотическое действие.[6]

Теперь о влиянии аргона на живой организм. При вдыхании смеси из 69% Ar, 11% азота и 20% кислорода под давлением 4 атм возникают явления наркоза (Рис.8), которые выражены гораздо сильнее, чем при вдыхании воздуха под тем же давлением. Наркоз мгновенно

исчезает после прекращения подачи аргона. Причина - в неполярности молекул аргона, повышенное же давление усиливает растворимость аргона в нервных тканях. Биологи нашли, что аргон благоприятствует росту растений. Даже в атмосфере чистого аргона семена риса, кукурузы, огурцов и ржи выкинули ростки. Лук, морковь и салат хорошо прорастают в атмосфере, состоящей из 98% аргона и только 2% кислорода.[3]



Глава 4. Способы получения благородных газов

Благородные газы встречаются в земной коре и атмосфере. Гелий - второй по распространенности элемент во Вселенной, в земной коре содержание гелия составляет лишь 1 · 10-6 масс. %. Гелий - продукт радиоактивного распада, содержится в пустотах горных пород и в природном газе.

Все остальные инертные газы - компоненты воздуха. Содержание в воздухе неона составляет 1,8 · 10-3 %, аргона - 0,934 %, криптона - 1,1 · 10-3 %,ксенона - 8,7 · 10-3 %, радона - 6,0 · 10-18 %.

Промышленные природные месторождения гелия, как правило, находятся там, где в недрах земли залегают запасы природных газов, сопровождающих скопление нефти.[1] Гелий в промышленности получают из природных газов методом глубокого охлаждения. При этом он, как самое низкокипящее вещество, остается в виде газа, тогда как все другие газы конденсируются.

Неон получают совместно с гелием в качестве побочного продукта в процессе сжижения и разделения воздуха. Разделение гелия и неона осуществляется за счет адсорбции или конденсации. Адсорбционный метод основан на способности неона в отличие от гелия адсорбироваться активированным углем, охлажденным жидким азотом. Конденсационный способ основан на вымораживании неона при охлаждении смеси жидким водородом.

Аргон получают при разделении жидкого воздуха, а так же из отходов газов синтеза аммиака.[7] В природных условиях образуется при распаде изотопа калия за счет электронного захвата (1s-электрона калия ядром).

Криптон извлекают вместе с ксеноном при ректификации жидкого воздуха.

Радон получают как побочный продукт в процессе переработки урансодержащих руд после перевода Ra в 1%-ные растворы соляной или бромистоводородной к-ты. Выделяемую из растворов смесь газов-Н2, О2, Не, Rn, CO2, Н2О, углеводородов-очищают от Н2 и О2 на нагретых до 1000 К медных сетках, затем радон конденсируют охлаждением жидким N2 и отгонкой удаляют остаточные газы.[6]



Глава 5. Применение благородных газов

Благородные (или инертные) газы, а также их соединения нашли широкое применение в науке и технике.

Гелий является важным источником низких температур. 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.[2]

Газообразный гелий используют как легкий газ для наполнения воздушных шаров. Поскольку он негорюч, его добавляют к водороду для заполнения оболочки дирижабля.

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.[6]

Гелий используют как инертную среду для дуговой сварки, особенно магния и его сплавов, при получении Si, Ge, Ti и Zr, для охлаждения ядерных реакторов.

Другие применения гелия - для газовой смазки подшипников, в счетчиках нейтронов (гелий-3), газовых термометрах, рентгеновской спектроскопии, для хранения пищи, в переключателях высокого напряжения. В смеси с другими благородными газами гелий используется в наружной неоновой рекламе (в газоразрядных трубках). Жидкий гелий выгоден для охлаждения магнитных сверхпроводников, ускорителей частиц и других устройств.

Радон применяют главным образом в медицине. В радиационной терапии его используют для обработки злокачественных опухолей. В физиотерапии радоновые ванны назначают для лечения заболеваний центральной нервной системы, а также сердечнососудистых и кожных заболеваний. Издавна известно о целебном действии радоновых вод. Часто у таких источников строят санатории или лечебные комплексы. Такие санатории находятся, к примеру, на Алтае на курорте «Белокуриха» и в Казахстане, в санатории «Рахмановские ключи», у подножия горы Белуха.[1]

Области применения ксенона разнообразны. В светотехнике признание получили ксеноновые лампы высокого давления. В таких лампах светит дуговой разряд в ксеноне, находящемся под давлением в несколько десятков атмосфер. Свет в ксеноновых лампах появляется сразу после включения, он ярок и имеет непрерывный спектр -- от ультрафиолетового до ближней области инфракрасного. Ксеноном пользуются и медики -- при рентгеноскопических обследованиях головного мозга. Как и баритовая каша, применяющаяся при просвечивании кишечника, ксенон сильно поглощает рентгеновское излучение и помогает найти места поражения. При этом он совершенно безвреден. Активный изотоп ксенона, ксенон - 133, используют при исследовании функциональной деятельности легких и сердца.

Все шире применяется дуговая электросварка в среде аргона. В аргонной струе можно сваривать тонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчего температура в зоне резки достигает 4000--6000° С. К тому же эта газовая струя выдувает продукты резки.

Криптон применяется в газоразрядных трубках, а также используется как эталон единицы длины в системе СИ.

Так же криптон и ксенон используются для заполнения ламп накаливания и в производстве источников света высокой мощности. Газоразрядные лампы (Рис.9), заполняемые неоном, раньше применялись в рекламе, но в последнее время на смену им пришли люминесцентные лампы.[3]

В целом промышленное значение благородных газов, несомненно, уступает той роли, которую они сыграли в развитии периодического закона, создании фундаментальной теории химической связи и химической реакционной способности.



Заключение

В результате проделанной работы были изучены строение и свойства благородных газов, а так же их практическое применение. Данные элементы являются химически инертными в виду своего строения - завершенного верхнего электронного уровня, но тем не менее в особых условиях могут вступать в реакции. Более всего изучена химия криптона, ксенона и радона. Основными известными веществами являются их соединения с галогенами и кислородом. Так же для них известны соединения включения - клатраты. Не смотря на то, что химия инертных газов находится на стадии изучения, они находят большое практическое применение во многих отраслях. Гелий и Аргон применяют для создания инертных атмосфер при сварке металлов, при консервации продуктов. Неон применяется в электротехнике в для наполнения стабилизаторов напряжения и в осветительных приборов. Аргон применяют в светотехнике и ядерной физике. Так же благородные газы находят свое применение в такой важной отрасли как медицина (например, “ радоновые ванны ”). Данные элементы охватывают важные аспекты жизни человека, не говоря уже о том, что они содержатся воздухе. Поэтому их изучение является важной и актуальной проблемой современной химии.



Используемая литература и интернет ресурсы

1. Энциклопедия для детей. [Том 17.] Химия / ред. коллегия: М. Аксенова, И. Леенсон, С. Мартынова. - 2-е изд., перераб. - Мир энциклопедий Атванта+, Астрель, 2008. - 656с., ил.

2. Некрасов Б. В,Н 48 Основы общей химии. Том 1, изд. 3-е, исп. и доп. Изд-во «Химия», 1973 г.656 с., ил.

3. Кукушкин Ю.Н. Реакционная способность благородных газов. Сорос. образоват. журн. 2001. Том 7, №4,с52-54.

4. Неорганическая химия. М. М. Петров, Л. А. Михилев, Ю. Н. Кукушкин ; ред. Ю. Н. Кукушкин. - 3-е изд., перераб. - Л. : Химия, 1989. - 543 с., ил.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Учеб. Для вузов. - 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. Шк., 1998. - 743с., ил.

Размещено на Allbest.ru