Helowce

Pierwiastek

Symbol

Konfiguracja

elektronowa

Energia

jonizacji

[kJ/mol]

Hel

He

1 s

2

2372

Neon

Ne

2s

2

p

6

2080

Argon

Ar

3s

2

p

6

1521

Krypton

Kr

3d

10

4s

2

p

6

1351

Ksenon

Xe

4d

10

5s

2

p

6

1170

Radon

Rn

4f

14

5d

10

6s

2

p

6

1037

Symb

ol

Ciepło

parowan

ia

[kJ/mol]

Temp.

topnien

ia

Temp.

wrzeni

a

Promień

atomu

[nm]

Zawartość w

atmosferze

[% obj]

He

0.09

-268.9

0.12

5.2*10

-4

Ne

1.8

-248.6

-246.0

0.16

1.8*10

-3

Ar

6.3

-189.4

-185.9

0.191

0.9

Kr

9.7

-157.2

-153.2

0.200

1.1*10

-3

Rn

13.7

-111.9

-108.1

0.220

8.8*10

-6

Występowanie i otrzymywanie

• Wydzielanie mieszaniny helowców z powietrza:

– Usuwanie tlenu:

2 Cu + O

2

→ 2 CuO

– Usuwanie azotu:

3 Mg + N

2

→ Mg

3

N

2

99.8% Ar + 0.2% pozostałe

• Destylacja frakcyjna skroplonego powietrza

• Hel otrzymuje się z gazu ziemnego

Zastosowanie

• Ar i He stosuje się w wielu procesach przemysłowych

wymagających atmosfery obojętnej

(elektronika, metalurgia

czystych metali)

• Ar – do napełniania żarówek, świetlówek, lamp

elektronowych, liczników Geigera itp..

• He

– do napełniania balonów i sterowców

– do utrzymywania niskich temperatur nadprzewodników

– w mieszaninie z tlenem jako gaz do oddychania w aparatach

tlenowych

• Ne – do napełniania lamp neonowych

Połączenia helowców

• Związki w stanach wzbudzonych:

stan podstawowy 1 s

2

1924 kJ/mol → stan wzbudzony

1s

1

2s

1

He

2+

, HeH

+

, HeH

2+

• Połączenia typu dipol indukowany – dipol indukowany

• Klatraty

– klatraty hydrochinonu

– hydraty

„Prawdziwe” związki chemiczne

• Bartlett lata 60-te XX wieku

•

O

2

+ PtF

6

→ O

2+

[PtF

6-

]

• Energia jonizacji O

2

= 1180 kJ/mol

• Energia jonizacji Xe = 1170 kJ/mol

•

Xe + PtF

6

→ Xe

+

[PtF

6-

]

• Jednocześnie Hoppe na podstawie energii

hipotetycznych wiązań doszedł do wniosku

że muszą istnieć XeF

2

i XeF

4

• W 1964 r znano już ok. 40 połączeń Xe i Kr z

fluorem i tlenem







Xe

O

r

r

2

Możliwość tworzenia związków

•

GX

2

gdzie G – atom gazu szlachetnego, X – atom tworzący połączenie

Warunki tworzenia:

1

o

Możliwie niska energia jonizacji gazu szlachetnego < 1500 kJ/mol

2

o

Możliwie duże powinowactwo elektronowe pierwiastka X

Wniosek:

Związki mogą tworzyć Kr, Xe i Rn z pierwiastkami silnie elektroujemnymi o

małych atomach (F, O, Cl)

X

G

+

X

Struktury graniczne:

X

G

+

X

Możliwość tworzenia związków w świetle teorii MO

Struktury przestrzenne

Przykłady związków i ich reakcje