Gazy szlachetne (grupa 18)

Dlaczego gazy szlachetne są tak mało reaktywne

Każdy gaz szlachetny ma całkowicie zapełnioną powłokę zewnętrzną. Hel ma dwa elektrony (1s²), które zapełniają jego jedyną powłokę, a od neonu do radonu atomy mają osiem elektronów walencyjnych w układzie ns² np⁶, czyli trwały oktet. Z pełną powłoką nie mają skłonności do przyjmowania elektronów, a ich energie jonizacji są bardzo wysokie, więc rzadko je też tracą; hel ma najwyższą pierwszą energię jonizacji ze wszystkich pierwiastków.

Właściwości i tendencje w dół grupy

Siły między atomami gazów szlachetnych są bardzo słabe, więc wszystkie sześć jest gazami w temperaturze pokojowej. Hel ma najniższą temperaturę wrzenia ze wszystkich pierwiastków, 4,2 K (−269 °C), i nie da się go zamrozić pod normalnym ciśnieniem. W dół grupy atomy robią się większe i słabiej trzymają swoje elektrony zewnętrzne: energia jonizacji maleje, a promień atomowy, gęstość i temperatura wrzenia rosną, a radon wrze w temperaturze około −62 °C.

Czy gazy szlachetne mogą reagować?

Kiedyś nazywano je gazami obojętnymi, aż do 1962 roku, gdy Neil Bartlett otrzymał pierwszy związek gazu szlachetnego, heksafluoroplatynian ksenonu. Ksenon łączy się z fluorem, gdy mieszaninę ogrzewa się lub naświetla, Xe + F₂ → XeF₂, i tworzy także XeF₄, XeF₆ oraz tlenki. Krypton tworzy difluorek kryptonu (KrF₂), ale w zwykłych warunkach nie są znane trwałe związki helu, neonu ani argonu.

Zastosowania gazów szlachetnych

Hel jest lekki i się nie pali, więc napełnia balony i sterowce, a ciekły hel chłodzi magnesy skanerów MRI. Neon świeci czerwonopomarańczowo w szyldach reklamowych. Argon, stanowiący około 0,93% powietrza, osłania gorący metal podczas spawania i wypełnia żarówki oraz okna dwuszybowe. Krypton i ksenon stosuje się w jasnych lampach i lampach błyskowych aparatów, a ksenon napędza silniki jonowe niektórych statków kosmicznych.

Radon jest promieniotwórczy. Przenika ze skał i gleby zawierających uran i może gromadzić się w piwnicach, gdzie jest drugą po paleniu najczęstszą przyczyną raka płuc.

Oganeson, nieznany członek rodziny

Oganeson (118) zamyka okres 7 pod radonem. Wytworzono tylko garstkę jego atomów, z których każdy trwa około milisekundy, więc żadnej z jego właściwości nie zmierzono. Obliczenia sugerują, że w temperaturze pokojowej może być ciałem stałym i bardziej reaktywnym niż inne gazy szlachetne.