nekrasovI (1114433), страница 13
Текст из файла (страница 13)
В периодической системе они образуют особую группу (у(П). Разделение инертных газов основано на различии их ф и з и ч е с к и х свойств. а Для физической характеристики того или иного вещества наибольшее значение обычно имеет выяснение тех условий, при которых происходит изменение его агрегатного состояния (газообразного, жидкого или твердого).
В твердом виде каждое вещество характеризуется некоторым с т р о г о з а к о н о м е р н ы м расположением составляющих его частиц, в газообразном и жидком — более или менее бес по р ядочным. При последовательном нагревании твердого вещества энергия колебательного движения его частиц все время увеличивается, в результате чего усиливается и их взаимное расталкивание. Рано или поздно достигается такая температура (температура плавления), при которой притяжение частиц друг к другу уже не может обеспечить сохранение строгого порядка в их расположении: вещество плавится. Однако в жидкости взаимное притяжение молекул еще достаточно, чтобы удержать их вместе, и лишь отдельным, наиболее быстро в данный момент движущимся молекулам удается оторваться от поверхности.
При дальнейшем нагревании число таких молекул все возрастает, т. е. увеличивается давление пар а данного вещества. Наконец, достигается такая характерная для каждого вещества температура (температура кипения), при которой давление его пара становится равным внешнему давлению; парообразование начинает идти ие только с поверхности, но и в массе жидкости — последняя сзакипает». Очевидно, что температура кипения должна сильно зависеть от внешнего давления.
Напротив, температура плавления при небольших его колебаниях заметно не изменяется. Наиболее практически важно знание тех температурных условий, которые отвечают изменениям агрегатных состояний при нормальном атмосферном давлении (760 мм рг. сг.). Онн обычно и указываются как температуры или «точки» плавления (т. пл.) и кипения (т. кип.) рассматриваемого вещества. Значения их для инертных газов видны из приводимого ниже сопоставления.
Не ке пг Кг Хе яп Атомный номер.... 2 !О !6 36 54 86 Атомный вес ..... 4,00260 20,179 39,946 83,80 131,3 222 Температура ппавлеянп, 'С....... — 271 — 249 — 189 — 157 Температура ннпеннп, "С .......... -269 — 246 — 185 — 153 — 108 -62 Твердое состояние гелия устойчиво под давлением не ниже 25 атм.а-е! Все инертные газы бесцветны н состоят из о д н о а т о м н ы х молекул. Растворимость их прн переходе от гелия к радону быстро по- 5 2. Инертные газы вышается. Так, в 100 объемах воды растворяется при 0»С следуюшее число объемов инертного газа: Не Ме Аг Кг Хе йп 1,О 2.2 5,У 11,1 24,2 41,5 Органические растворители (спирт, бензол и др.) дают подобный же ход изменения растворимости, но растворяют инертные газы значи.
тельно лучше впды. 'з Отсутствие у тяжелых инертных газов полной химической инертности было обнаружено лишь в 1962 г.: оказалось, что они способны соединяться с наиболее активным металлоидом — фтором (н только с ним). Ксенон (и радон) реагируют довольно легко, криптон — гораздо труднее. Получены Херах, Хегф Хеге и малоустойчивый КгРз. Все они представляют собой бесцветные летучие кристаллические вешества.
Повидимому, можно думать, что легкие инертные газы тпк и останутся полностью инертными,' Инертные газы находят довольно разнообразное практическое применение. В частности, исключительно важна роль гелия при получении низких температур, так как жидкий гелий является самой холодной из всех жидкостей.
"-'з гхоиолненид 1) Вопрос об этапности молекулы вргоиа был разрешен прн помощи кинетической теории. Согласно последней. количество тедлв. которое нужно затратить для нагревания грамм-молекулы газа на одни градус, зависит от чиелв атоиов в его моле. куле. При постоянном объеме грамм.молекула одновтомного гззв требует 3 кал, двухвтомного — 5 кал. для аргонв опыт,й давал 3 кал, что н укзэыввло на одновтомность его молекулы.
й То же относится н к другим инертным газам. М 2) Лежащие эз пределами видимого спектра лучи обладают рядом интересных особенностей. Квк видно нэ рнс. Н 1О. ультра ф полетов ы е лучи прн определенных длинах вали обладают сильным 'бвктернпндным (убивающим бактерии), з прн несколько ббльших — эрнтемным (вызывающим загар кожи) действием. Облучение нмн в умеренных дозах блзготворио влияет нв организм человека. Установлено, что взсекомые весьма чувствительны к ультрафиолетовым лучам, ркс, П.!З. Вколоти»еккл» ккткэкость улюркфвозы которые привлекают их даже сильнее, чем обычный видимый товмк лгкке. сает.
На долю инфракрасных лучей приходится около 50гй всей доходящей до Земля солнечной энергии, н оии имеют основное значение для жизни растений. Лучи зтв почти не задерживаются туманом, что позволяет, в частности, фотографировать земную поверхность сквозь облачный покров (ркс. 11-11), Инфракрасные лучи нспускеютса всяким нагретым предметом, в том числе каждым теплокровным животным (карзктерные длины волн порядка О,О! мм). Исследованием, проведенным на гремучих змеях, было выяснено, что онн имеют в передней части головы специальные теплочувствнтельные органы и прн охоте руководствуются главным образом тепловым юлучением своих жертв. Высокочувствительные приемники в инфракрасном диапазоне улзвливвют разности температур до тысячнык долей градуса.
Такое ктепловнденне» позволяет решать ряд еажиык задач — от медичинской диагностики некоторых звбо. лсввипй до точного определения местонахождения самолетов в полной темноте, ' Более подробно о соедкнениях инертных гявоа см. ЧИ $1 доа 12. АА Воздул. 1«ислодод ,3) Вскоре после открытия ииертимх газов образоваииэа ими в периодической системе иоваа группа была иаэваиа пулевой, чтобы подчеркнуть этим пулевую ва.
аеитиость дзииых элементов, т. е.. отсутствие у иих химической актквиости, Такое иазвание часто примеияетса и в идстоя. шее время, оливка по существу пе. «1 риодического закона правильвее счи. .«ф;"., ) 1 : , тать группу ииертиых газов восьмой, 4-:: так как этими элементами соответ. ствуюшие периоды ие иачииаютса, а заканчиваются. По ниертиым газам ",',С«' г' 'чзао имеются моиогрвфяи. ° '2й«,Ф ',Ф 4) Количество тепла, иеобходисетз МОЕ ДЛЯ ПЕРЕВОДа ВЕШЕСтза Яэ тВЕР- дога состояния в жидкое, носит иа. зваиие теплоты ллаэлснил, а дла перевода кз жидкого состоиикя в парообразиое — уколоты исларгния рассматриваемого вещества.
Обе величины относят обычно к переходам, происходящим под и ар и альп ым давлением. Для ииертиых газов оии имеют следующие зиаче. яиа (икал/с.атом)1 Нь Не Аг Кс Хе Вя тзкзотз вас эльмы ..... О.ЕСВ О.са 6,26 6,26 ЕЛЗ т ы ° р ..... ВЛШ ОЛ2 гда зда да 461 Как видио из пряведеиимх даииых, теплоты нспареииа во всех случаях гораздо больше теплот п;аавлеиня. И те, и другие величиим возрастают вместе с повышеиием температур плавлеииа в кипеииа ииертиых газов.
б) Зиачеииа ил отпоет и ииертимх газов ° ипшком состояияи (при температуре квпенш«) и их отиосительиые телл оправ одностк (при 0'С) равиыг Нь Но Аг Кг Хо и жить, сыиз ...... а~э 1Л 1.4 2.Е ЭЛ Отвоснтьльлзк тевлокрозол- аость гюзлуз- И..... 6.6 1.66 В.тэ Ода Олз й) Ниже сопоставлены критические температуры инертных газов и те дчззеиия, которые необходимы н достаточяы для нх перевода при этих температурах яэ газообразного состовииа в жидкое, — критические дазлсния: Нс Нз Аг Кг Хо Пи кэкткчсскза тсикзэатурз, 'с -жа пм -122 +64 -16,6 +164 Крвткчзскоз аз»левое.
отл 2,6 22 46 64 66 62 У) Гелий был последиим из газов переведен в жидкое н твердое состоаиие. По отношеиию к нему имели место особые трудиости, обусловлеииые тем, что в результате расширеивя при обычиых температурах гелий ие охлаждается, а иагревается. Лвшь ивже — 250'С ои иачииэет вести себя «иормально».
Отсюда следует, что обыч. иый пропесс ожижеиия мог быть примеиеи к гелию лишь после его прелварительиого очень сильного охлажлсниа. С другоА стороиы, и критическая температура гелия лежит крайне иизко. В силу этих обстоятельств благоприятиые результаты при работе с гелием были получеиы лишь после овладеиия метолккоА оперирования с жидким водородом, пользуясь испарением которого только и можно было охладить гелий до иужных температур.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
