Helowce - grupa VIII  (18)

hel

neon

argon

krypton

ksenon

radon

Tak zwane gazy szlachetne. Ze względu na wypełnioną powłokę walencyjną (s² p⁶) nie tworzą w warunkach normalnych cząsteczek dwuatomowych, jak inne pierwiastki gazowe. Cząsteczka dwuatomowa charakteryzuje się w przypadku tych pierwiastków energią większą niż suma energii atomów ją tworzących i z tego powodu jest nietrwała. Wypełniona powłoka walencyjna jest także powodem ich dużej bierności chemicznej, aczkolwiek  znanych jest sporo ich związków chemicznych (fluorki, tlenki, tlenofluorki, kwasy tlenowe i ich sole). Pierwszy związek chemiczny zawierający atom gazu szlachetnego został otrzymany w 1962 roku (Bartlett - [Xe⁺][PtF₆^-]). Ze względu na wielkość energii jonizacji chemia helowców to przede wszystkim chemia ksenonu.

Pierwiastki grupy 18 są gazami o bardzo niskich temperaturach wrzenia, głównie ze względu na nikłe oddziaływania między atomowe (wypełniona powłoka walencyjna!). W wodzie i rozpuszczalnikach organicznych praktycznie się nie rozpuszczają.

Otrzymuje się je na skalę techniczną poprzez destylacje skroplonego powietrza

He - hel   (iczba.atomowa. 2,  liczba masowa izotopów  4)		średnia masa atomowa  4,003
konfiguracja elektronowa	1 s2

Bezbarwny i bezwonny gaz, 7-krotnie lżejszy od powietrza (balony napełniane helem, bezpieczniejszy od wybuchowego wodoru), skroplony służy do otrzymywania niskich temperatur (3K), potrzebnych np. do działania nadprzewodzących magnesów (NMR). Występuje w dość dużych ilościach w gazie ziemnym. Tworzy się w reakcjach termojądrowych (gwiazdy, słońce helios 20% obj.).  Dwudodatnie jony He²⁺ są identyczne z cząstkami promieniowania .  Hel często towarzyszy rudom promieniotwórczych pierwiastków (rudy uranowe). Najbardziej rozpowszechniony pierwiastek w skali kosmosu. 

W stanie rozrzedzonym podczas wyładowań elektrycznych emituje światło żółte.

Ne - neon   (iczba.atomowa. 10,   liczba masowa izotopów  20)		średnia masa atomowa  20,183
konfiguracja elektronowa	1 s2    2 s2p6

Służy między innymi do napełniania jarzeniowych lamp (neony) o czerwonym świetle. W mieszaninie z parami rtęci, helem i argonem uzyskuje się różne kolory świateł neonowych. 

Ar - argon   (iczba.atomowa. 18,   liczba masowa izotopów 40)		średnia masa atomowa  39,948
konfiguracja elektronowa	1 s2    2 s2p6    3s2p6 (d)

Występuje, w odróżnieniu od innych gazów szlachetnych, w dość dużej ilości w powietrzu (około 1% obj.). Znajduje zastosowanie jako osłona gazowa w specjalnych technikach spawania oraz służy do napełniania baniek żarówek, co wydłuża ich czas świecenia. 

 

Kr - krypton   (iczba.atomowa. 36,   liczba masowa izotopów   84)		średnia masa atomowa  83,80
konfiguracja elektronowa	1 s2    2 s2p6     3 s2p6d10    4 s2p6 (4d4f)

 Dodaje się go do neonów o świetle żółtym i zielonym. Służy do napełniania baniek żarówek, co wydłuża ich czas świecenia. 

W czasie wyładowań elektrycznych w mieszaninie gazów krypton + fluor w temperaturze bliskiej 100K powstaje fluorek kryptonu KrF₂, związek nietrwały, rozpadający się łatwo ponownie na fluor i krypton z wydzieleniem ciepła.

Xe - ksenon   (iczba.atomowa. 54,   liczba masowa izotopów    131)		średnia masa atomowa  131,3
konfiguracja elektronowa	1 s2     2 s2p6    3 s2p6d10     4 s2p6d10 (4f )   5 s2p6

 Dość uboga chemia gazów szlachetnych, to przede wszystkim chemia ksenonu. Ze względu na najniższą wartość energii jonizacji najłatwiej ulega reakcjom, tworząc związki w których występuje na +2 +4 +6 i +8 stopniu utlenienia. Bezpośrednio reaguje tylko z fluorem, natomiast związki fluoru z ksenonem służą jako substraty do otrzymywania bardziej złożonych cząsteczek. Pierwszy związek ksenonu otrzymana w reakcji z heksafluorkiem platyny, bardzo reaktywnym gazem PtF₆, który reagując z tlenem daje związek krystaliczny [O₂⁺][PtF₆^-], analogicznie z ksenonem daje cząsteczkę [Xe⁺][PtF₆^-]. W rzeczywistości budowa tego związku, tworzącego czerwone kryształy, jest bardziej złożona.  

W bezpośredniej reakcji z fluorem ksenon tworzy trzy trwałe fluorki: XeF₂; XeF₄ oraz XeF₆.

XeF₂, bezbarwna krystaliczna substancja, dobrze rozpuszcza się w ciekłym HF, a także w wodzie, gdzie powoli hydrolizuje dając O₂, Xe i HF. Hydrolizę tę gwałtownie przyspiesza obecność zasad.

XeF₄  i  XeF₆ hydrolizują tak łatwo, że należy je przechowywać w naczyniach pozbawionych nawet śladów wilgoci. Heksafluorek ksenonu jest niezwykle aktywny chemicznie, reaguje nawet z kwarcem (SiO₂) dając w wyniku reakcji tlenofluorek XeOF₄ oraz SiF₄. 

Zarówno XeF₄  jak i  XeF₆  hydrolizują z wytworzeniem tlenku XeO₃. Po odparowaniu wody uzyskuje się bezbarwną, wybuchową substancje. Zalkalizowanie roztworu XeO₃ prowadzi do uzyskania jonów ksenianowych(VI) HXeO₄^-, które w wyniku reakcji dysproporcjonowania przechodzą w jony XeO₆^{4 -} i wolny ksenon. W wyniku ogrzewania ksenianu(VII) baru Ba₂(XeO₆) ze stężonym H₂SO₄ powstaje nietrwały, wybuchowy XeO₄.

Ksenon w lampach neonowych daje światło niebieskie.

Rn - radon   (iczba.atomowa. 86,   liczba masowa izotopów    222)		średnia masa atomowa  222
konfiguracja elektronowa	1 s2     2 s2p6    3 s2p6d10     4 s2p6d10f 14    5 s2p6d10(5f)   6 s2p6

 Brak trwałych izotopów. Promieniotwórczy, emituje promienie , γ, bardzo krótkie okresy połowicznego rozpadu poszczególnych izotopów (od paru dni do ułamków sekund). Dwa izotopy to gazy, pozostałe 12 ciała stałe. Towarzyszy rudom pierwiastków promieniotwórczych.

---