Gazy szlachetne – charakterystyka i zastosowanie

Gazy szlachetne – charakterystyka i zastosowanie

Gazy szlachetne, zwane inaczej helowcami, są pierwiastkami chemicznymi znajdującymi się w ostatniej grupie układu okresowego. Do tej grupy należą takie pierwiastki, jak hel, neon, argon, krypton, ksenon oraz radon. Uważa się, że należy do niej zaliczać także jeden z syntetycznych pierwiastków – ununoctium.

Swoją zwyczajową nazwę – gazy szlachetne – helowce zawdzięczają temu, iż słabo reagują z innymi pierwiastkami – do 1962 roku nie otrzymano żadnego trwałego związku chemicznego helowca, dzisiaj otrzymuje się natomiast względnie trwałe związki trzech cięższych helowców – kryptonu, ksenonu oraz radonu. Dodatkowo ich cechą charakterystyczną jest to, iż posiadają po 8 elektronów walencyjnych w bardzo trwałym układzie. Wyjątkiem jest hel, który ma jedynie 2 elektrony walencyjne, co wiąże się z faktem, iż jego liczba atomowa to 2. Opierając się na tej cesze gazów szlachetnych, wysnuto teorię dubletu oraz oktetu, zgodnie z którą uważa się, iż atomy łączących się ze sobą pierwiastków dążą do uzyskania konfiguracji najbliższego helowca.

Właściwości gazów szlachetnych

Gazy szlachetne mają szereg właściwości wspólnych. Każdy z nich jest substancją bezbarwną, bezwonną i słabo rozpuszcza się w wodzie. a dodatkowo ma niską temperaturę topnienia.

Właściwości fizyczne helowców

1. Hel (He) – masa atomowa 4 u, temperatura wrzenia w warunkach standardowych 4,22 K,
2. Neon (Ne) – masa atomowa 20,18 u, temperatura topnienia w warunkach standardowych 24,56 K, temperatura wrzenia w warunkach standardowych 27,07 K,
3. Argon (Ar) – masa atomowa 39,95 u, temperatura topnienia w warunkach standardowych 83,80 K, temperatura wrzenia w warunkach standardowych 87,30 K,
4. Krypton (Kr) – masa atomowa 83,80 u, temperatura topnienia w warunkach standardowych 115,80 K, temperatura wrzenia w warunkach standardowych 119,93 K,
5. Ksenon (Xe) – masa atomowa 131,30 u, temperatura topnienia w warunkach standardowych 161,40 K, temperatura wrzenia w warunkach standardowych 165,1 K,
6. Radon (Rn) – masa atomowa (222 u), temperatura topnienia w warunkach standardowych 202 K, temperatura wrzenia w warunkach standardowych 211,30 K.

Zastosowanie gazów szlachetnych

Gazy szlachetne mają zastosowanie tam, gdzie konieczna jest beztlenowa atmosfera, która zapobiega reakcjom utleniania. Stąd właśnie sięga się po nie naprzykład jako po środek do napełniania żarówek, do prowadzenia reakcji, które wymagają warunków obojętnych, a także w sytuacji, gdy niezbędne jest spienienie tworzywa sztucznego.

Nie uczestniczą one w żadnym procesie biologicznym, mogą więc być spokojnie wykorzystywane także jako zobojętniające gazy, które ograniczają starzenie się organicznych substancji i materiałów. Dla przykładu oryginalna Konstytucja i Deklaracja niepodległości USA znajduje się w gablocie, która wypełniona jest He.

Poniżej film prezentujący emisję światła białego przez żarówkę.

[tube]http://www.youtube.com/watch?v=3JYgvd6rFms[/tube]