Лекция (11) (1106721)
Текст из файла
Благородные газыЭлементы 18 группыЛекция 27Элементы 18 группыHe – гелий, Ne – неон, Ar – аргон,Kr – криптон, Xe – ксенон, Rn – радонСвойства элементовHeNeArKrXeRnАт. N21018365486Эл.конф.1s2Радиуспм1222s22p63s23p63d104s24p6 4d105s25p6 4f145d106s26p6160192198218220I1 (эВ)24.6021.5615.7514.0212.1310.75I2 (эВ)54.4240.9627.6324.3621.2021.80χAR5.504.843.202.942.402.06000,(2)0,2,4,6,8С.О.00,2,(4),(6)Свойства элементовHeNeArKrXeRnАт. N21018365486Эл.конф.1s22.22s22p63s23p63d104s24p6 4d105s25p6 4f145d106s26p6R, Å1221.824.6021.5615.7514.021812.1310.75 F1.654.4240.9627.6324.361521.201.45.504.843.202.94122.4021.80 H2.06000,(2) 90,2,4,6,80,2,(4),(6)I2 (эВ)χAR1.2С.О.0HeNeArKr192Xe198RnI(1), eVРадиус2.0пмI1 (эВ)1602421822021HeNeArKrXeRnСвойства элементовHeNeArKrXeRn18365486χAR5.5Ат. N2105.0Эл.конф.1s22s24.52p6Радиуспм1224.03.51603.03s23p64d104s24p6 4d105s25p6 4f145d106s26p6F192198O218NCl15.7514.0212.1310.75Rn21.2021.802.062.5I1 (эВ)24.602.021.56I2 (эВ)54.42Ne Ar 24.36Kr Xe40.96 He27.63χAR5.50С.О.04.843.202.942.40000,(2)0,2,4,6,82200,2,(4),(6)Физические свойства NgHeNeArKrXeRnТ.пл.
(оС)—-269-189-157-112-71Т.кип. (оС)-268.94-246-185-153-108-62ΔvH0bpкДж/моль0.081.716.439.0812.6218.0d, г/л (н.у.)0.180.901.783.755.909.7310.533.659.4108.0230растворимость 8.6в воде при н.у.(мл/кг H2O)Физические свойства NgHeNeArKrXeRnТ.пл. (оС)—-269-189-157-112-71Т.кип. (оС)-268.94-246-185-153-108-62ΔvH0bpкДж/моль0.081.716.439.0812.6218.0-50T, oCd, г/л (н.у.)-1000.18т.кип.растворимость 8.6-150в водепри н.у.(мл/кг H2O)4.21 K-200200.901.7810.533.61612т.пл.ΔvH0bp, кДж/моль3.755.909.7359.4108.023084-2500He Ne ArKrXeRnHe Ne ArKrXeRnФизические свойства NgHeNeArKrXeRnТ.пл. (оС)—-269-189-157-112-71Т.кип. (оС)-268.94-246-185-153-108-62ΔvH0bpкДж/моль0.081.716.439.0812.6218.0d, г/л (н.у.)0.180.901.783.755.909.7310.533.659.4108.0230растворимость 8.6в воде при н.у.(мл/кг H2O)Ng одноатомны в газовой ижидкой фазах, имеюткристаллическую решетку медив твердой фазе.Открытие Ng1.
Аргон (ленивый, недеятельный)непрореагировавший остаток воздухаРамсэй, Рэлей, 18922. Гелий (солнечный)анализ солнечного спектра. Локьер, 18943. Криптон (скрытный, секретный)фракционирование воздуха. Рамсэй, 18984. Неон (новый)спектральный анализ фракционированного воздухаРамсэй, 18985. Ксенон (чужой, странный)спектральный анализ фракционированного воздухаРамсэй, 18986. Радон (аналог радия)в продуктах распада радия. Резерфорд, Содди, 1901Особенности HeHe демонстрирует особый тип поведения при низких to0-вариантныеравновесия:C: He-I ж, He-II ж, твA: He-I ж, He-II ж, газλ-точка (2.19 K)He-II – сверхтекучесть, высокая теплопроводностьРаспространение Ng1. He – 2й по распространенности элемент ВселеннойВсегда присутствует в природном газе врезультате α-распада, до 7 об.%2.
Ar – 0.93% в атмосфере3. Ne, Kr, Xe – следовые количества в атмосфере4. Rn – в продуктах распада 238U1Cодержание Ng в атмосфере, % 0.1He0.000520.01Ne0.00181E-3Ar0.931E-4Kr0.00111E-5Xe0.0000087об. %HeNeArKrXeПолучение и применение Ng1. He, Ar2. Ne3. Kr, Xeиз природного газа, после сжиженияостальных компонентовостаток после сжижения воздухаселективная адсорбция воздуха углем1. He, Ar – создание инертной атмосферы в лабораториии на производстве2.
He – как легкий, негорючий газ, охладитель, вдыхательной смеси для глубоководных работ3. Ne, Kr, Xe – в разрядных лампах4. Ar – наполнитель ламп накаливания5. Rn – в медицине6. XeF2 – как лабораторный окислитель7. Xe – в ракетном топливе нового поколенияСоединения Ng1. Короткоживущие ионы, содержащие Ng. Существуюттолько в газовой фазе при пониженном давлении2. Клатраты Ng. Устойчивы при н.у.
Не содержатхимической связи между атомами Ng и клатратнойрешеткой, кроме ван-дер-Ваальсова взаимодействия.3. Истинные химические соединения. Образованы восновном Xe с наиболее электроотрицательнымиэлементами – F, O, реже – N, Cl, C.Короткоживущие ионы Ng1. HeH+Евпервые получен в 1925 г.σ*1sк.с. = 1, но:малая устойчивость из-замалой поляризуемости1sσсвHeHeH+H+стремление к распадус образованием He02.
Гомоатомные катионыHe22+ Ne22+ Ar22+ Kr22+ Xe22+Е дисс.кДж/моль228.0 130.9 122.2 110.9 99.2уменьшение устойчивостиКлатраты Ng1. Клатраты построены по типу «гость-хозяин»Ng – гость, заключенный в решетку хозяина, несвязанный с ним ковалентными связями2. Типы клатратов Ng:а) с водой24Ng@136H2O8Ng@46H2OAr—RnAr—Rnб) с гидрохинономNg@3C6H4(OH)2Ar—Xeв) с феноломNg@4C6H5OHNg@3C6H5OHXe, RnAr, Krг) с пара-хлорфеноломNg@3C6H4Cl(OH)Xe, Rnд) с толуоломNg@2C6H5CH3RnКлатраты Ng1.
Клатраты построены по типу «гость-хозяин»Ng – гость, заключенный в решетку хозяина, несвязанный с ним ковалентными связями2. Типы клатратов Ng:а) с водой24Ng@136H2O8Ng@46H2OAr—RnAr—Rnб) с гидрохинономNg@3C6H4(OH)2Ar—Xeв) с феноломNg@4C6H5OHNg@3C6H5OHXe, RnAr, Krг) с пара-хлорфеноломNg@3C6H4Cl(OH)Xe, Rnд) с толуоломNg@2C6H5CH3Дядин Ю.А.(1935-2002)RnКлатраты Ng3. Образование и устойчивость клатратов определяетсякомплементарностью гостя и хозяинаДля клатратов Ng:Комплементарность – соответствие формы иразмера полости каркаса хозяина размеру сферическогоатома Ng4. Устойчивость 8Ng@46H2OArKrXeRnр, мм Hg9814.51.15 0.4при 0 оСувеличение устойчивости5.
Получение:совместная кристаллизация при высоком давленииОткрытие химии Xe1. Первое истинное соединение Ng (Бартлетт, 1962)Xe + PtF6 = Xe[PtF6](оказалось смесью [XeF][Pt2F11] + …)По аналогии с O2 + PtF6 = [O2][PtF6]I1(Xe) ≈ E(O2 → O2+) ≈ 12.1 эВЭкспериментБартлеттаФториды Xe2. Фториды Xe – наиболее стабильные соединения XeXeF2XeF4XeF6Т.пл., оС14011749ΔfH0298, кДж/моль–109–216–294d(Xe–F), пм200195189молекулярнаягеометриялинейнаяквадратнаяоктаэдрическаяФториды Xe3.
ПолучениеXe (газ) + F2 (газ)20 оСУФXeF2 (тв)ΔrH0298 = -175 кДж/мольXe + 3F2Xe + 2F2NiF2 100 оСNiF2 300 оСXeF6XeF4Всегда с примесьюXeF2Фториды Xe4. РазделениеXeF2XeF4XeF6XeF5+AsF5BrF3 (ж)[Xe2F3][AsF6]XeF4[XeF5][AsF6]5. Гидролиз2XeF2 + 2H2O = 2Xe + 4HF + O2медленно6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 4Xe + 24HF + 3O2XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HFФториды Xe6. Фторирующие агенты, окислителиXeF6 > XeF4 > XeF2S + 3XeF22Ir + 5XeF2HF (ж)HF (ж)только в лабораторииSF6 + 3Xe2IrF5 + 5Xe5XeF2 + 2MnSO4 + 2H2O = 5Xe + 2HMnO4 + 10HF + 2H2SO4RCOOH + XeF2 = RF + Xe + O2 + HF2XeF6 + SiO2 = 2XeOF4 + SiF4не red/ox !Фториды Xe7.
Строение XeF2Строение всех фторидов Xe → метод ГиллеспиИонизация под давлениемФторокомплексы Xe1. Фторокатионы Xe2XeF2 + SbF5 = [Xe2F3][SbF6]Xe2F3+XeF6 + SbF5 = [XeF5][SbF6]XeF2 + HClO4 = [XeF]ClO4 + HFXeF2 + 2BiF5 = [XeF][Bi2F11][XeF][Bi2F11](77 K)Mg(XeF2)(XeF4)(AsF6)4Фторокомплексы Xe2. Оксофториды XeXeF6 + H2OXeF4 + H2OCsF + XeO3HFHFHFXeOF4 + 2HFXeOF4XeOF2 + 2HFCs[XeO3F]устойчивXeF82–3. Фтороксенаты2CsF + XeF6 = Cs2[XeF8] т.разл. ≈ 450 оС2CsF + XeF4 = Cs2[XeF6] т.разл.
≈ 600 оСКислородные соединения Xe1. Оксиды XeXeO3XeO4бесцветные кристаллы светло-желтый газнелетучнеустойчивΔfH0298 = +402 кДж/мольΔfH0298 = +642 кДж/мольочень взрывчатые вещества !d(Xe–O) = 176 пм∠(O–Xe–O) = 103od(Xe–O) = 174 пм∠(O–Xe–O) = 109.45oКислородные соединения Xe2. ПолучениеXeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HFK4XeO6 + 4H2SO4 (конц) = XeO4 + 4KHSO4 + 2H2O3.
СвойстваXeO3 + KOH = K[HXeO4]гидроксоксенат2K[HXeO4] + 2KOH (к) = Xe + O2 + K4XeO6 + H2Oперксенат4XeF6 + 18Ba(OH)2 = 3Ba2XeO6 + Xe + 12BaF2 + 18H2OK4XeO6 + 2Na2SO4 + 8H2O = Na4XeO6·8H2O↓ + 2K2SO4Кислородные соединения Xe4. Окислители5XeO3 + 6MnSO4 + 9H2O = 5Xe + 6HMnO4 + 6H2SO4K4XeO6 + 4MnO2 + 4KOH = 4K2MnO4 + Xe + 2H2O18H4XeO4nE015XeO312HXeO4–9630HXeO63–Xe024степень окисления68Другие соединения Xe1. Соли Xe2+[XeF]ClO4 + HClO4 (конц) = Xe(ClO4)2 + HFXeF2 + HSO3F = Xe(SO3F)22. Соединения со связью Xe–Cl, Xe–NXeF2 + NaCl + 2SbF5 = [XeCl][Sb2F11] + NaFXeF2 + HN(SO2F)2 = FXeN(SO2F)2 + HFДругие соединения Xe3. Комплексные соединения(C6F5)3B + 3XeF2HF[C6F5Xe](BF4) + 2[C6F5Xe]FC6F5BF2 + XeF4 + 2HF = [C6F5XeF2](BF4)·2HFInorg.
Chem. 2014, 53, 11640−11661Другие соединения Xe4. Соединения с d-металлами[AuXe4]2+[AuXe4][Sb2F11]25. Комплексы Xe2+Xe2[Sb4F21]d(Au–Xe) = 274 пмXe2+ d(Xe–Xe) = 309 пмпарамагнитенустойчив до –60 оС6. «Гидриды» XeXe2OH2Соединения Kr, Rn1. Для Kr известны только дифторид и его производные2. KrF2 – белый, твердый, т.разл. ≈ 25 оСΔfH0298 = +60 кДж/мольKr + F2УФ, 77 КKrF2HF (ж)KrF2 + MnF2MnF4 + Kr7KrF2 + Au = 2[KrF][AuF6] + 5KrKrF2KrF2 + SbF5 HF (ж) [KrF][Sb2F11] + [Kr2F3][SbF6]3.
Соединения Rn мало изученыRn – α-эмиттерразлагает соединения3Rn + 2ClF3 = 3RnF2 + 2Cl2 бесцветный, нелетучий.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
