สารประกอบทางเคมีของก๊าซมีตระกูล เคมีของก๊าซเฉื่อย สารประกอบของก๊าซเฉื่อย

กลุ่มย่อย VIIIA (ฮีเลียม นีออน อาร์กอน ไครปตัน ซีนอน เรดอน)

1. ลักษณะเฉพาะของสถานะออกซิเดชันและสารประกอบที่สำคัญที่สุด สารประกอบซีนอนมีความสำคัญมากที่สุด มันโดดเด่นด้วยสถานะออกซิเดชัน +2 (XeF2), +4 (XeF4), +6 (XeF6, XeO3, XeOF4, Ba3XeO6), +8 (Na4XeO6 * 6H2O)

2. ทรัพยากรธรรมชาติ.ก๊าซมีตระกูลพบมากในบรรยากาศ เนื้อหาของพวกเขาคือ He - 5.24 * 10-4% (ปริมาณ); Ne-1.8*10-3%; อาร์ - 0.93%, Kr-3*10-3%, Xe-0.39*10-4%.

เรดอนเกิดขึ้นจากการสลายกัมมันตภาพรังสีของเรเดียม และพบได้ในปริมาณเล็กน้อยในแร่ธาตุที่มียูเรเนียม เช่นเดียวกับในน้ำธรรมชาติบางชนิด ฮีเลียมซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการสลายกัมมันตภาพรังสีของธาตุที่ปล่อยแอลฟา บางครั้งพบในปริมาณที่มีนัยสำคัญในก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่ปล่อยออกจากบ่อน้ำมัน ธาตุนี้พบในปริมาณมากในดวงอาทิตย์และดวงดาว เป็นธาตุที่มีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุดเป็นอันดับสอง (รองจากไฮโดรเจน) ของจักรวาล

3. ใบเสร็จ.ก๊าซมีตระกูลจะถูกปล่อยออกมาระหว่างทางระหว่างการปรับอากาศของเหลวเพื่อให้ได้ออกซิเจน อาร์กอนยังได้รับในระหว่างการสังเคราะห์ NH3 จากสารตกค้างที่ไม่ทำปฏิกิริยาของส่วนผสมก๊าซ (N2 ที่มีส่วนผสมของ Ar) ฮีเลียมถูกสกัดจากก๊าซธรรมชาติโดยการทำให้เย็นลงอย่างล้ำลึก (CH4 และส่วนประกอบอื่นๆ ของส่วนผสมของแก๊สจะถูกทำให้เป็นของเหลว และฮีเลียมยังคงอยู่ในสถานะก๊าซ) Ar และ He ผลิตในปริมาณมากก๊าซมีตระกูลอื่น ๆ ได้น้อยกว่ามากมีราคาแพง

4. คุณสมบัติ.ก๊าซมีตระกูลเป็นสารที่ไม่มีสีและเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง การกำหนดค่าของชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอมฮีเลียม 1s2 ขององค์ประกอบที่เหลือของกลุ่มย่อย VIIIA-ns2np8 ความสมบูรณ์ของเปลือกอิเล็กตรอนอธิบายลักษณะอะตอมเดี่ยวของโมเลกุลของก๊าซมีตระกูล ความสามารถในการโพลาไรซ์ที่ต่ำมาก จุดหลอมเหลวต่ำ จุดเดือด และความเฉื่อยทางเคมี

สารที่อยู่ในการพิจารณาจะสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งซึ่งกันและกันที่อุณหภูมิต่ำ (ยกเว้นฮีเลียม) สารประกอบคลาเทรตที่เป็นที่รู้จักของก๊าซมีตระกูลซึ่งอะตอมของพวกมันถูกปิดล้อมอยู่ในช่องว่างของโครงผลึกของสารต่างๆ สารประกอบดังกล่าว - ไฮเดรตของก๊าซมีตระกูล - ก่อตัวเป็นน้ำแข็ง (คลาเทรตที่ทนทานที่สุดด้วยซีนอน) องค์ประกอบของไฮเดรตสอดคล้องกับสูตร 8E*46H2O หรือ E*5.75H2O รู้จักคลาเทรตที่มีฟีนอล เช่น Xe-3C6H5OH ก๊าซมีตระกูลที่มีไฮโดรควิโนน C6H4(OH)2 มีความแข็งแรงมาก ได้จากการตกผลึกไฮโดรควิโนนภายใต้ความดันก๊าซมีตระกูล (4 MPa) คลาเทรตเหล่านี้ค่อนข้างคงที่ที่อุณหภูมิห้อง เขาและเน่ไม่สร้างกลุ่มกัน เนื่องจากอะตอมของพวกมันมีขนาดเล็กเกินไปและ "หลบหนี" จากช่องว่างของโครงผลึก

ฮีเลียมมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ที่ 101 kPa จะไม่ตกผลึก (ต้องใช้แรงดันเกิน 2.5 MPa ที่ T = 1K) นอกจากนี้ที่ T \u003d 2.19 K (ที่ความดันปกติ) มันจะผ่านการดัดแปลงของเหลวที่อุณหภูมิต่ำของ He (II) ซึ่งมีคุณสมบัติที่โดดเด่นของการเดือดที่สงบความสามารถในการนำความร้อนอย่างมากและไม่มีความหนืด ( superfluidity) superfluidity ของ He (II) ถูก "ถูกค้นพบโดย P. L. Kapitsa (1938) และอธิบายบนพื้นฐานของแนวคิดทางกลควอนตัมโดย L. D. Landau (1941)

5. การเชื่อมต่อความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของสารประกอบก๊าซมีตระกูล (ฟลูออไรด์ Kr และ Xe) สารประกอบของคริปทอน ซีนอน และเรดอนเป็นที่รู้จักกันในขณะนี้ สารประกอบคริปทอนมีจำนวนน้อย มีอยู่เฉพาะสำหรับ คมอุณหภูมิ. สารประกอบเรดอนควรมีจำนวนมากและทนทานที่สุด แต่การผลิตและการวิจัยของพวกเขาถูกขัดขวาง มากกัมมันตภาพรังสีอัลฟาสูง Rn เนื่องจากรังสีทำลายสารที่เกิดขึ้น ดังนั้นจึงมีข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสารประกอบ Rn

ซีนอน - โต้ตอบโดยตรงกับฟลูออรีนและฟลูออไรด์บางชนิดเท่านั้น เช่น PtF6 ซีนอนฟลูออไรด์ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นเพื่อให้ได้สารประกอบอื่นๆ

เมื่อให้ความร้อนกับฟลูออรีนที่ความดันบรรยากาศ ส่วนใหญ่จะเกิด XeF4 (mp 135°C) ภายใต้การกระทำของฟลูออรีนส่วนเกินที่ความดัน 6 MPa จะได้รับ XeF6 (mp. 49 ° C) ทำหน้าที่เป็นส่วนผสมของ Xe กับ F2 หรือ CF4 ที่มีการปล่อยไฟฟ้าหรือรังสีอัลตราไวโอเลต XeF2 ถูกสังเคราะห์ (mp. 140 ° C)

ทั้งหมดซีโนปฟลูออไรด์ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างรุนแรง สิ่งมีชีวิตไฮโดรไลซิสซึ่งมักจะมาพร้อมกับการไม่สมส่วน ไฮโดรไลซิสของ XeF4 ในตัวกลางที่เป็นกรดเกิดขึ้นตามแบบแผน 3Xe (+4) => Xe ° + 2Xe (+5) และในตัวกลางที่เป็นด่างดังนี้:

ZXe(+4) =>.Xe0+Xe(+8)

NH3

โครงสร้าง

โมเลกุลมีขั้ว มีรูปร่างเป็นปิรามิดสามเหลี่ยมที่มีอะตอมไนโตรเจนอยู่ด้านบน HNH = 107.3 อะตอมไนโตรเจนอยู่ในสถานะไฮบริด sp 3; ออร์บิทัลลูกผสมไนโตรเจนสี่ออร์บิทัล สามออร์บิทัลเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะ N-H เดี่ยว และพันธะที่สี่ถูกครอบครองโดยคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว

คุณสมบัติทางกายภาพ

NH 3 เป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นฉุน หายใจไม่ออก มีพิษ เบากว่าอากาศ

ความหนาแน่นของอากาศ \u003d MNH 3 / M อากาศปานกลาง \u003d 17 / 29 \u003d 0.5862

t╟ เดือด = -33.4C; tpl.= -78C.

โมเลกุลแอมโมเนียถูกผูกมัดด้วยพันธะไฮโดรเจนที่อ่อนแอ

เนื่องจากพันธะไฮโดรเจน แอมโมเนียจึงมีจุดเดือดค่อนข้างสูง และ tpl. เช่นเดียวกับความร้อนสูงของการกลายเป็นไอ มันถูกบีบอัดได้ง่าย

ละลายได้สูงในน้ำ: 750V NH 3 ละลายใน 1V H 2 O (ที่ t=20C และ p=1 atm)

ความสามารถในการละลายที่ดีของแอมโมเนียสามารถเห็นได้ในการทดลองต่อไปนี้ ขวดแห้งบรรจุแอมโมเนียและปิดด้วยจุกซึ่งใส่หลอดที่มีปลายดึง ปลายหลอดจุ่มลงในน้ำและขวดถูกทำให้ร้อนเล็กน้อย ปริมาณก๊าซเพิ่มขึ้นและแอมโมเนียบางส่วนจะออกมาจากท่อ จากนั้นให้ความร้อนหยุดลง และเนื่องจากการอัดแก๊ส น้ำบางส่วนจะเข้าไปในกระติกน้ำผ่านท่อ ในน้ำหยดแรกแอมโมเนียจะละลาย สูญญากาศจะถูกสร้างขึ้นในขวดและน้ำ ภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศ จะเพิ่มขึ้นในขวด - น้ำพุจะเริ่มเต้น

ใบเสร็จ

1. ทางอุตสาหกรรม

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

(p=1000 atm; t= 500C; kat = Fe + อะลูมิโนซิลิเกต; หลักการหมุนเวียน)

2. วิธีการทางห้องปฏิบัติการ การให้ความร้อนเกลือแอมโมเนียมด้วยด่าง

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 t ═ CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

(NH 4) 2 SO 4 + 2KOH═ t ═ K 2 SO 4 + 2NH 3 + 2Н 2 O

สามารถเก็บแอมโมเนียได้ตามวิธี (A) เพราะ มันเบากว่าอากาศและละลายได้ดีในน้ำ

คุณสมบัติทางเคมี

การก่อตัวของพันธะโควาเลนต์โดยกลไกผู้บริจาค - ผู้รับ

1. แอมโมเนียเป็นเบสของลูอิส สารละลายในน้ำ (น้ำแอมโมเนีย แอมโมเนีย) มีปฏิกิริยาเป็นด่าง (สารสีน้ำเงิน - น้ำเงิน ฟีนอฟทาลีน - ราสเบอร์รี่) เนื่องจากการก่อตัวของแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์

NH 3 + H 2 O \u003d NH 4 OH \u003d NH 4 + + OH -

2. แอมโมเนียทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือแอมโมเนียม

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

2NH 3 + H 2 SO 4 \u003d (NH 4) 2 SO 4

NH 3 + H 2 O + CO 2 \u003d NH 4 HCO 3

แอมโมเนีย - ตัวรีดิวซ์ (ออกซิไดซ์เป็น N 2 O หรือ NO)

1. สลายตัวเมื่อถูกความร้อน

2NH 3 ═ t ═ N 2 + 3H 2

2. การเผาไหม้ในออกซิเจน

ก) ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา

4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O

b) ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน (kat = Pt)

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O

3. การกู้คืนออกไซด์ของโลหะบางชนิด

3CuO + 2NH 3 \u003d 3Cu + N 2 + 3H 2 O

นอกจาก NH3 แล้ว ยังรู้จักสารประกอบไฮโดรเจนอีกสองชนิดของไนโตรเจน - ไฮดราซีน นู๋2H4และกรดไฮโดรไนตรัส HN3(มีสารประกอบไนโตรเจนกับไฮโดรเจนอีกสองสามชนิด แต่ไม่เสถียรมากและไม่ได้ใช้งานจริง)

ไฮดราซีนได้มาจากการออกซิเดชันของแอมโมเนียในสารละลายที่เป็นน้ำด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรท์ (วิธี Raschig):

2NH3+NaOCl -> N2H3 + NaCl + H2O

ไฮดราซีน - ของเหลว, mp 2°C, bp. 114°C มีกลิ่นคล้าย NH3 เป็นพิษระเบิด บ่อยครั้งไม่ใช้ไฮดราซีนปราศจากน้ำ แต่ไฮดราซีน - ไฮเดรต N2H4-H2O ดังนั้น pl - "52 ° C, bp 119 ° C โมเลกุล N2H4 ประกอบด้วยสองกลุ่ม NH2

เนื่องจากการมีอยู่ของคู่โดดเดี่ยวสองคู่ที่อะตอม N ไฮดราซีนจึงสามารถเติมไฮโดรเจนไอออนได้ สารประกอบไฮดราโซเนียมเกิดขึ้นได้ง่าย: ไฮดรอกไซด์ N2H5OH, คลอไรด์ N2H5Cl, hydrosulfate N2H5HSO4 เป็นต้น บางครั้งสูตรของพวกมันเขียนว่า N2H4-H2O, N2H4-HC1, N2H4-H2S04 ฯลฯ และเรียกว่าไฮดราซีนไฮเดรต, ไฮโดรคลอริกไฮดราซีน ฯลฯ e. เกลือไฮดราโซเนียมส่วนใหญ่ละลายได้ในน้ำ

มาเปรียบเทียบความแรงของฐานที่เกิดขึ้นในสารละลายที่เป็นน้ำของ NH3, NH2OH และ N2H4

ในแง่ของความเสถียร N2H4 นั้นด้อยกว่า NНз อย่างมาก เนื่องจากพันธะ N-N นั้นไม่แข็งแรงมาก ไฮดราซีนเผาไหม้ในอากาศ:

N2H4 (ล.) + O2 (ก.) = n2 (ก.) + 2H2O (ก.);

ในสารละลาย ไฮดราซีนมักจะถูกออกซิไดซ์เป็น N2 ด้วย สามารถรีดิวซ์ไฮดราซีน (เป็น NH3) ได้เฉพาะกับรีดิวซ์ที่แรง เช่น Sn2+, Ti3+, Zn:

N2H4 + สังกะสี + 4HC1 => 2NH4C1 + ZnCl2

กรดไนตรัส HN3 ได้มาจากการกระทำของ H2SO4 กับโซเดียมเอไซด์ NaNs ซึ่งสังเคราะห์ขึ้นโดยปฏิกิริยา

2NaNH2 + N2O -> นานา + NaOH + NHa

HN3 - ของเหลว, MP -80 °C, bp 37 ° C มีกลิ่นฉุน มันระเบิดได้ง่ายมากด้วยแรงมหาศาล สารละลายเจือจางในน้ำจะไม่ระเบิด

คุณยังสามารถแสดงโครงสร้างของ HN3 ได้ด้วยการวางโครงร่างเวเลนซ์

H-N=N=N และ h-n-n=n°!

HN3 เป็นกรดอ่อน (K = 10-5) เกลือของ HN3-azides มักจะระเบิดได้สูง (มีเพียงโลหะเอไซด์ที่เป็นโลหะอัลคาไลเท่านั้นที่ไม่ระเบิด ยกเว้น LiN3)

Tsaregorodtsev Alexander

สารประกอบของก๊าซมีตระกูลเป็นหนึ่งในหัวข้อที่น่าสนใจที่สุดในเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์ การค้นพบคุณสมบัติของสารประกอบของพวกเขาทำให้ความคิดของนักวิทยาศาสตร์ทุกคนในศตวรรษที่ 20 กลับหัวกลับหางเพราะในขณะนั้นการมีอยู่ของดังกล่าว สารถือว่าเป็นไปไม่ได้และตอนนี้ก็ถูกมองว่าเป็นเรื่องปกติซึ่งได้อธิบายไปแล้ว

ซีนอนเป็นก๊าซมีตระกูลที่สร้างพันธะกับสารเคมีอื่นๆ ได้ง่ายที่สุด มนุษยชาติได้ใช้ประโยชน์จากสารประกอบของมัน และพวกมันก็ถูกนำไปใช้ในชีวิตของเราแล้ว

ผลงานที่นำเสนออาจกระตุ้นความสนใจของสาธารณชนทั่วไปในหัวข้อนี้

ดาวน์โหลด:

ดูตัวอย่าง:

สถาบันการศึกษาทั่วไปในเขตปกครองตนเอง

"มัธยมศึกษาปีที่ 5 เจาะลึกวิชาเคมีและชีววิทยา"

งานวิจัยทางการศึกษาภายใน

การอ่าน V Mendeleev

เรื่อง: สารประกอบก๊าซมีตระกูล

เสร็จสมบูรณ์โดย: Tsaregorodtsev
อเล็กซานเดอร์ นักเรียนชั้น ป.9

ผู้นำ: Grigorieva

Natalya Gennadievna ครูสอนวิชาเคมี

Staraya Russa

2017

บทนำ

ก๊าซเฉื่อยเป็นอโลหะที่อยู่ในกลุ่ม VIII-a พวกเขาถูกค้นพบเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 และถือว่าไม่จำเป็นในตารางธาตุ แต่ก๊าซมีตระกูลก็เข้ามาแทนที่
เนื่องจากระดับพลังงานสุดท้ายที่เติมจึงเชื่อกันว่าสารเหล่านี้ไม่สามารถสร้างพันธะได้เป็นเวลานานเพราะ และหลังจากการค้นพบสารประกอบโมเลกุลของพวกมัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนตกใจและไม่อยากเชื่อเลย เพราะมันไม่ยอมจำนนต่อกฎเคมีที่มีอยู่ในขณะนั้น
ความพยายามที่ไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างสารประกอบของก๊าซมีตระกูลส่งผลเสียต่อความกระตือรือร้นของนักวิทยาศาสตร์ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ป้องกันการพัฒนาของอุตสาหกรรมนี้
ฉันจะพยายามกระตุ้นความสนใจของผู้ฟังที่ฉันนำเสนองานให้

วัตถุประสงค์ในการทำงานของฉัน: เพื่อศึกษาประวัติการกำเนิดและคุณสมบัติของสารประกอบซีนอนอนินทรีย์

งาน :

1. ทำความคุ้นเคยกับประวัติการผลิตสารประกอบก๊าซมีตระกูล
2. ทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติของฟลูออรีนและสารประกอบออกซิเจน
3. สื่อสารผลงานของฉันกับนักเรียน

ประวัติอ้างอิง

ซีนอนถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2441 และในทันทีไม่กี่ปีต่อมาก็ได้รับไฮเดรต เช่นเดียวกับซีนอนและคริปทอน ซึ่งทั้งหมดเรียกว่าคลาเทรต
ในปี ค.ศ. 1916 เคสเซลซึ่งอิงตามค่าของระดับการแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซเฉื่อย ทำนายการก่อตัวของสารประกอบทางเคมีโดยตรงของพวกมัน
นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในช่วงไตรมาสที่ 1 ของศตวรรษที่ 20 เชื่อว่าก๊าซมีตระกูลอยู่ในกลุ่มศูนย์ของระบบธาตุและมีความจุเท่ากับ 0 แต่ในปี 1924 A. von Antropov ตรงกันข้ามกับความคิดเห็นของนักเคมีคนอื่น ๆ ได้กำหนดให้องค์ประกอบเหล่านี้ กลุ่มที่แปดซึ่งตามมาด้วยความจุสูงสุดในสารประกอบของพวกเขา - 8. นอกจากนี้เขายังคาดการณ์ว่าพวกเขาควรสร้างพันธะกับฮาโลเจนนั่นคืออโลหะของกลุ่ม VII-a
ในปี 1933 Pauling ได้ทำนายสูตรสำหรับสารประกอบที่เป็นไปได้ของคริปทอนและซีนอน: คริปทอนที่เสถียรและซีนอนเฮกซาฟลูออไรด์ (KrF 6 และ XeF 6 ) ซีนอนออคตาฟลูออไรด์ที่ไม่เสถียร (XeF 8 ) และกรดซีนอน (H 4 เสี่ยว 6 ). ในปีเดียวกัน G. Oddo พยายามสังเคราะห์ซีนอนและฟลูออรีนโดยส่งกระแสไฟฟ้า แต่ไม่สามารถทำความสะอาดสารที่เกิดจากผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนของภาชนะที่ทำปฏิกิริยานี้ได้ ตั้งแต่เวลานั้นเป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์ก็หมดความสนใจในหัวข้อนี้ และจนถึงยุค 60 แทบไม่มีใครมีส่วนร่วมในเรื่องนี้เลย
หลักฐานโดยตรงว่าสารประกอบของก๊าซมีตระกูลเป็นไปได้มาจากการสังเคราะห์ไดออกซีจีนิล เฮกซะฟลูออโรแพลทิเนต (O) ของนีล บาร์ตเล็ตต์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ 2). แพลตตินัมเฮกซาฟลูออไรด์มีความสามารถในการออกซิเดชันของหญิงม่ายมากกว่าฟลูออรีน เมื่อวันที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2505 นีล บาร์ตเล็ตต์สังเคราะห์ซีนอนและแพลตตินัมเฮกซะฟลูออไรด์ และเขาได้สิ่งที่ต้องการ นั่นคือ สารประกอบก๊าซมีตระกูลชนิดแรกที่มีอยู่ นั่นคือ Xe ของแข็งสีเหลือง หลังจากนั้น พลังทั้งหมดของนักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นก็ถูกโยนลงไปในการสร้างสารประกอบซีนอนฟลูออไรด์

สารประกอบซีนอนฟลูออไรด์และคุณสมบัติของพวกมัน

สารประกอบโมเลกุลที่หนึ่งคือซีนอนเฮกซาฟลูออไรด์พลาติเนตที่มีสูตร XePtF 6 . ด้านนอกเป็นสีเหลืองทึบและด้านในเป็นสีแดงอิฐ เมื่อถูกความร้อนถึง 115°C จะมีลักษณะเป็นแก้ว เมื่อถูกความร้อนถึง 165°C มันจะเริ่มสลายตัวด้วยการปล่อย XeF 4 .

นอกจากนี้ยังสามารถรับได้โดยทำปฏิกิริยากับซีนอนและฟลูออรีนเปอร์ออกไซด์:

และในระหว่างการทำงานร่วมกันของซีนอนและออกซิเจนฟลูออไรด์ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง:

XeF2 เป็นผลึกไม่มีสี ละลายได้ในน้ำ ในสารละลาย มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงมาก แต่ไม่เกินความสามารถของฟลูออรีน การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งที่สุด

1. เมื่อทำปฏิกิริยากับด่างซีนอนจะถูกกู้คืน:

2. คุณสามารถคืนค่าซีนอนจากฟลูออไรด์นี้ได้โดยทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน:

3. เมื่อซีนอนไดฟลูออไรด์ถูกระเหิด ได้ซีนอนเตตระฟลูออไรด์และซีนอนเอง:

ซีนอน(IV) ฟลูออไรด์ XeF4ได้รับในลักษณะเดียวกับไดฟลูออไรด์ แต่ที่อุณหภูมิ 400 ° C:

XEF 4 - เป็นผลึกสีขาว เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง ต่อไปนี้สามารถพูดเกี่ยวกับคุณสมบัติของสารนี้

1. เป็นสารฟลูออรีนที่แรงนั่นคือเมื่อทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ ก็สามารถถ่ายโอนโมเลกุลฟลูออรีนไปยังพวกมันได้:

2. เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ xenon tetrafluoride จะสร้างซีนอนออกไซด์ (III):

3. กู้คืนเป็นซีนอนเมื่อทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน:

Xenon(VI) ฟลูออไรด์ XeF 6 เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นและที่ความดันสูง:

XEF 6 พวกเขาเป็นผลึกสีเขียวซีดและมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์อย่างแรง

1. เช่นเดียวกับซีนอน (IV) ฟลูออไรด์ เป็นสารฟลูออไรด์:

2. ไฮโดรไลซิสก่อตัวเป็นกรดซีโนนิก

สารประกอบออกซิเจนของซีนอนและคุณสมบัติของซีนอน
ซีนอน(III) ออกไซด์ XeO 3 - เป็นสารสีขาว ไม่ระเหย ระเบิดได้ ละลายได้ดีในน้ำ ได้มาจากการไฮโดรไลซิสของซีนอน (IV) ฟลูออไรด์:

1. ภายใต้การกระทำของโอโซนในสารละลายอัลคาไลน์จะสร้างเกลือของกรดซีนอนิกซึ่งซีนอนมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับ +8:

2. เมื่อเกลือซีนอนทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น จะเกิดซีนอน (IV) ออกไซด์:

Xeo4 - ที่อุณหภูมิต่ำกว่า -36 ° C ผลึกสีเหลืองที่อุณหภูมิสูงกว่า - ก๊าซระเบิดไม่มีสีสลายตัวที่อุณหภูมิ 0 ° C:

ผลที่ได้คือ ปรากฎว่าซีนอนฟลูออไรด์เป็นผลึกสีขาวหรือไม่มีสีที่ละลายในน้ำ มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์อย่างแรงและกิจกรรมทางเคมี และออกไซด์จะปล่อยพลังงานความร้อนออกได้ง่ายและเป็นผลให้ระเบิดได้

การนำไปใช้และศักยภาพ

เนื่องจากคุณสมบัติของพวกมันจึงทำให้สามารถใช้สารประกอบซีนอนได้:

สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงจรวด
เพื่อการผลิตยาและอุปกรณ์การแพทย์
สำหรับการผลิตวัตถุระเบิด
เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงในเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์
เป็นวิธีการขนส่งฟลูออรีนปฏิกิริยา

บทสรุป

ฉันเชื่อว่าฉันบรรลุเป้าหมายของการวิจัยอย่างเต็มที่แล้ว: ฉันได้เปิดเผยหัวข้ออย่างถูกต้องที่สุด เนื้อหาของงานสอดคล้องกับหัวข้ออย่างสมบูรณ์ ประวัติของการสร้างและคุณสมบัติของสารประกอบซีนอนอนินทรีย์ได้รับการศึกษาแล้ว

บรรณานุกรม

1. Kuzmenko N.E. “ หลักสูตรเคมีระยะสั้น คู่มือการสมัครเข้ามหาวิทยาลัย ”/ / Higher School Publishing House, 2002, p. 267

2. Pushlenkov M.F. “ สารประกอบของก๊าซมีตระกูล” // Atomizdat, 1965

3. Fremantle M. "Chemistry in action" ตอนที่ 2 / / Mir publishing house, 1998, pp. 290-291

4. แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต

http://him.1september.ru/article.php?ID=200701901
http://rudocs.exdat.com/docs/index-160337.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Xenon_fluoride(II)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Xenon_fluoride(IV)
https://en.wikipedia.org/wiki/Xenon_fluoride(VI)
http://edu.sernam.ru/book_act_chem2.php?id=96
http://chemistry.ru/course/content/chapter8/section/paragraph2/subparagraph7.html#.WLMQ5FPyjGg

ดูตัวอย่าง:

หากต้องการใช้ตัวอย่างการนำเสนอ ให้สร้างบัญชี Google (บัญชี) และลงชื่อเข้าใช้: https://accounts.google.com

คำบรรยายสไลด์:

สารประกอบฟลูออรีนและออกซิเจนของก๊าซมีตระกูล สารประกอบซีนอน เสร็จสมบูรณ์โดย: Tsaregorodtsev Alexander นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 โรงเรียนมัธยมหมายเลข 5 หัวหน้า: Natalya Gennadievna Grigorieva อาจารย์วิชาเคมี

บทนำ ก๊าซเฉื่อยเป็นอโลหะที่อยู่ใน VIII - หมู่ พวกเขาถูกค้นพบเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 และถือว่าไม่จำเป็นในตารางธาตุ แต่ก๊าซมีตระกูลก็เข้ามาแทนที่ เนื่องจากระดับพลังงานสุดท้ายที่เติมจนเต็ม จึงเชื่อกันว่าสารเหล่านี้ไม่สามารถสร้างพันธะได้เป็นเวลานาน และหลังจากค้นพบสารประกอบโมเลกุลของพวกมันแล้ว นักวิทยาศาสตร์หลายคนก็ตกใจและไม่เชื่อเรื่องนี้เพราะไม่ยอมจำนนต่อกฎหมาย เคมีที่มีอยู่ในขณะนั้น ความพยายามที่ไม่ประสบความสำเร็จในการสร้างสารประกอบของก๊าซมีตระกูลส่งผลเสียต่อความกระตือรือร้นของนักวิทยาศาสตร์ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ป้องกันการพัฒนาของอุตสาหกรรมนี้ ฉันจะพยายามกระตุ้นความสนใจของผู้ฟังที่ฉันนำเสนองานให้

เป้าหมายและวัตถุประสงค์ วัตถุประสงค์ของงาน : เพื่อศึกษาประวัติการกำเนิดและคุณสมบัติของสารประกอบซีนอนอนินทรีย์ วัตถุประสงค์: 1. ทำความคุ้นเคยกับประวัติการได้รับสารประกอบก๊าซมีตระกูล 2. ทำความเข้าใจว่าทำไมการก่อตัวของสารประกอบเหล่านี้จึงเป็นไปได้ 3. ทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติของฟลูออรีนและสารประกอบออกซิเจน 4. สื่อสารผลงานของฉันกับเพื่อน

ประวัติความเป็นมาของการสร้าง ความพยายามทั้งหมดเพื่อให้ได้สารประกอบเหล่านี้ไม่ประสบความสำเร็จ นักวิทยาศาสตร์สามารถเดาได้เพียงว่าสูตรและคุณสมบัติโดยประมาณของพวกมันจะหน้าตาเป็นอย่างไร นักเคมีที่มีประสิทธิผลมากที่สุดในสาขานี้คือ Neil Bartlett บุญหลักของเขาคือการเตรียมซีนอน hexafluoroplatinate Xe [PtF 6]

ซีนอนฟลูออไรด์ ซีนอน(II) ฟลูออไรด์ ซีนอน(IV) ฟลูออไรด์ ซีนอน(VI) ฟลูออไรด์

ซีนอนออกไซด์ ซีนอน (VI) ออกไซด์ ซีนอน (VIII) ออกไซด์ ระเบิด!!!

การใช้สารประกอบซีนอน สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงจรวด สำหรับการสร้างยาและอุปกรณ์ทางการแพทย์ สำหรับการผลิตวัตถุระเบิด เป็นวิธีการลำเลียงฟลูออรีน เป็นสารออกซิไดซ์ในเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์

สารประกอบของก๊าซมีตระกูลเป็นหนึ่งในหัวข้อที่น่าสนใจที่สุดในเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์ การค้นพบคุณสมบัติของสารประกอบของพวกมันทำให้มุมมองของนักวิทยาศาสตร์ทุกคนในศตวรรษที่ 20 กลับหัวกลับหางเพราะในขณะนั้นการพิจารณาการมีอยู่ของสารดังกล่าว เป็นไปไม่ได้และตอนนี้ถูกมองว่าเป็นเรื่องปกติซึ่งได้อธิบายไปแล้ว

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!

ปี พ.ศ. 2439 ขั้นตอนแรกของการทดลองเพิ่งเสร็จสิ้นในห้องปฏิบัติการของ Ramsay และผู้ติดตามของเขา โดยได้ประกาศการหยุดทำงานทางเคมีของอาร์กอนและฮีเลียมโดยสมบูรณ์ เทียบกับพื้นหลังนี้ รายงานของนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Villar เกี่ยวกับสารประกอบผลึกของอาร์กอนกับน้ำขององค์ประกอบ Ar · 6H2O ที่ได้รับโดยเขาซึ่งคล้ายกับหิมะอัด ฟังดูเหมือนความไม่ลงรอยกันอย่างรุนแรง ยิ่งไปกว่านั้น มันได้มาอย่างง่ายดายและภายใต้สภาวะที่ไม่คาดคิด: วิลลาร์ดถูกบีบอัดอย่างแรงบนน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำปานกลาง

โดยทั่วไป มีรายงานคลอรีนไฮเดรต Cl2 6H2O ที่คล้ายกันซึ่งได้รับภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกันตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 ต่อมารู้จักไฮเดรตของก๊าซจำนวนมากและสารระเหยง่ายกลายเป็นที่รู้จัก แต่มีปกติสำหรับนักเคมี แต่ที่นี่เกี่ยวกับสารประกอบของอาร์กอนเฉื่อย! ข้อความของวิลลาร์ดูไม่น่าเชื่อและถูกปัดทิ้งไป ไม่มีแม้แต่นักล่าที่จะตรวจสอบมัน

พวกเขาจำการค้นพบของ Villar ได้ 29 ปีต่อมา เมื่อ R. Farkran รายงานเกี่ยวกับเฮกซาไฮเดรตของคริปทอนและซีนอนที่เขาได้รับเมื่อก๊าซเหล่านี้สัมผัสกับน้ำแข็งภายใต้ความกดดัน สิบปีต่อมา B. A. Nikitin ได้รับ hexahydrates ทั้งหมด - ยกเว้น - ก๊าซเฉื่อยและสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมของก๊าซเฉื่อยและสาม (ในกรณีของเรดอน - สอง) โมเลกุลของฟีนอลโทลูอีนหรือเอ็น-คลอโรฟีนอล ต่อมาประกอบกับβ - ไฮโดรควิโนน เช่นเดียวกับสารประกอบไตรภาคของคริปทอนหรือซีนอน โมเลกุลของน้ำ 17 โมเลกุล และอะซิโตน คลอโรฟอร์ม หรือคาร์บอนเตตระคลอไรด์ 1 โมเลกุล โครงสร้างของสารประกอบเหล่านี้ก่อตั้งขึ้นในทศวรรษที่ 1940 เท่านั้น ถึงเวลานี้มีการระบุสารประกอบที่เรียกว่าการรวมจำนวนมากแล้ว พวกเขาครอบครองตำแหน่งตรงกลางระหว่างสารประกอบทางเคมีอย่างแท้จริงกับสารละลายที่เป็นของแข็งคั่นระหว่างหน้า

ปรากฎว่าข้างต้นเป็นสารประกอบคลาเทรต - สารประกอบรวม "ขัดแตะ" ชนิดหนึ่ง ชื่อของพวกเขามาจากภาษาละติน clatratus ซึ่งหมายถึงปิดล้อมล้อมรอบ Clathrates เกิดขึ้นดังนี้: โมเลกุลที่เป็นกลางของก๊าซเฉื่อย (โมเลกุลอื่นสามารถเกิดขึ้นได้เช่น Cl2, H2S, SO2, CO2, CH4) ล้อมรอบอย่างแน่นหนาราวกับว่าจับในก้ามโดยโมเลกุลขั้ว - น้ำฟีนอล , ไฮโดรควิโนน เป็นต้น ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน คลาเทรตเกิดขึ้นในกรณีเหล่านั้นเมื่อในระหว่างการตกผลึกของตัวทำละลาย โมเลกุลของตัวมันสร้างโครงสร้าง openwork ที่มีช่องว่างที่สามารถบรรจุโมเลกุลแปลกปลอมได้ เงื่อนไขหลักที่จำเป็นสำหรับการมีอยู่ของสารประกอบคลาเทรตที่เสถียรคือความบังเอิญที่สมบูรณ์ที่สุดของมิติเชิงพื้นที่ของโพรงที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล "เจ้าภาพ" ที่ยึดติดและขนาดของโมเลกุล "แขก" ที่เจาะเข้าไปในโพรง

หาก "แขก" มีขนาดเล็ก (เช่นโมเลกุลนีออน) เป็นการยากที่จะแก้ไขในโพรงและจำเป็นต้องได้รับความช่วยเหลือจากอุณหภูมิต่ำและความดันสูงซึ่งจะป้องกันไม่ให้ "แขก" หลบหนีและมักมีส่วนทำให้เกิดการบีบอัด ของโพรง นอกจากนี้ยังเป็นเรื่องยากสำหรับโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่เกินไป ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้แรงกดที่เพิ่มขึ้นเพื่อ "ดัน" เข้าไปในโพรง

ตามหลักแล้ว คลาเทรตสามารถนำมาประกอบกับสารประกอบเคมีได้ เนื่องจากคลาเทรตส่วนใหญ่มีองค์ประกอบคงที่อย่างเคร่งครัด แต่เหล่านี้เป็นสารประกอบประเภทโมเลกุลที่เกิดขึ้นจากแรง Van der Waals ของการหดตัวของโมเลกุล มันไม่มีอยู่ในคลาเทรตเนื่องจากในระหว่างการก่อตัวไม่มีการจับคู่ของเวเลนซ์อิเล็กตรอนและการกระจายเชิงพื้นที่ที่สอดคล้องกันของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุล

กองกำลังของแวนเดอร์วาลส์นั้นมีขนาดเล็กมาก แต่พลังงานยึดเหนี่ยวในโมเลกุลคลาเทรตอาจกลายเป็นสิ่งไม่เล็กนัก (ตามลำดับ 5-10 กิโลแคลอรี/โมล) เนื่องจากความใกล้ชิดของโมเลกุลที่รวมอยู่กับโมเลกุล รวมถึงเนื่องจากแรง Van der Waals เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อโมเลกุลเข้าใกล้กัน B โดยทั่วไปคลาเทรตเป็นสารประกอบที่มีความทนทานต่ำ เมื่อถูกความร้อนและละลาย พวกมันจะสลายตัวเป็นส่วนประกอบอย่างรวดเร็ว

นักเคมีชาวโซเวียต บี.เอ. นิกิตินมีส่วนสนับสนุนสำคัญในการศึกษาก๊าซเฉื่อย ในช่วงปี พ.ศ. 2479-2495 เขาสังเคราะห์และศึกษาสารประกอบเหล่านี้ตามหลักการของ V. G. Khlopin เกี่ยวกับการตกผลึกร่วมของโมเลกุลที่มีขนาดและโครงสร้างใกล้เคียงกัน นิกิตินพบว่าที่อุณหภูมิต่ำจะก่อตัวเป็นผลึกไอโซมอร์ฟิคที่มีไฮไดรด์ระเหย เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจนเฮไลด์ มีเทน และยังมีกำมะถันและคาร์บอนไดออกไซด์ด้วย นิกิตินพบว่าคลาเทรตของก๊าซเฉื่อยมีความเสถียรและก่อตัวได้ง่ายขึ้น น้ำหนักโมเลกุลก็จะสูงขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับความสม่ำเสมอทั่วไปของการกระทำของกองกำลังแวนเดอร์วาลส์ เรดอนไฮเดรต (หากเราละเลยการสลายกัมมันตภาพรังสีอย่างรวดเร็วของเรดอน) มีความเสถียรมากกว่านีออนไฮเดรต และฟีโนเลตจะแข็งแกร่งกว่าไฮเดรตที่สอดคล้องกัน นั่นคือเหตุผลที่ไฮเดรตแบบดิวเทอเรตมีความแข็งแรงกว่าไฮเดรตทั่วไป

หากผู้ทดลองมีปริมาณเรดอนเป็นจำนวนมาก ก็จะสามารถสังเกตการตกตะกอนของ Rn(H2O)6 ได้ทันทีเมื่อผ่านเรดอนเหนือน้ำแข็งที่ความดันปกติ เพื่อให้ได้ซีนอนไฮเดรตที่ 0 ° ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้แรงดันที่มากกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย ด้วยสิ่งนี้อุณหภูมิจะต้องถูกบีบอัดเป็น 14.5 ถึง 150 และเกือบถึง 300 ที่ เป็นที่คาดหวังได้ว่าสามารถรับฮีเลียมไฮเดรตได้ภายใต้แรงกดดันหลายพันบรรยากาศ

คลาเทรตสามารถใช้เป็นรูปแบบที่สะดวกสำหรับการจัดเก็บก๊าซเฉื่อยและการแยกก๊าซ เมื่อนำซัลเฟอร์ไดออกไซด์ไฮเดรตไปตกผลึกซ้ำในบรรยากาศจากส่วนผสมของก๊าซเฉื่อย นิกิตินพบทั้งหมดที่ไม่สลายตัวในการตกตะกอน ซึ่งเป็นส่วนผสมไอโซมอร์ฟิคของ SO2 6H2O และ Rn 6H2O; เดียวกันและถูกเก็บรักษาไว้ในสถานะก๊าซ ในทำนองเดียวกัน อาร์กอนสามารถตกตะกอนและแยกออกจากก๊าซนีออนและฮีเลียมที่เหลืออยู่เกือบทั้งหมด

ด้วยความช่วยเหลือของก๊าซเฉื่อย clathrates เป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาการวิจัยบางอย่าง ซึ่งรวมถึง ตัวอย่างเช่น การระบุลักษณะของการเชื่อมต่อในสารประกอบที่ศึกษา ถ้ามันสร้างผลึกผสมกับก๊าซเฉื่อยหนัก ก็ควรจะนำมาประกอบกับประเภทโมเลกุล (สารประกอบรวม); ตรงกันข้ามบ่งชี้ว่ามีการเชื่อมต่อประเภทอื่น

กลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่แปดของระบบธาตุคือก๊าซมีตระกูล - ฮีเลียม, นีออน, อาร์กอน, คริปทอน, ซีนอนและเรดอน องค์ประกอบเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยกิจกรรมทางเคมีที่ต่ำมาก ซึ่งทำให้เหตุผลที่เรียกพวกมันว่าก๊าซมีตระกูลหรือก๊าซเฉื่อย พวกมันจะก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีองค์ประกอบหรือสารอื่นได้ยากเท่านั้น ยังไม่ได้รับสารประกอบทางเคมีของฮีเลียม นีออนและอาร์กอน อะตอมของก๊าซมีตระกูลไม่ได้รวมกันเป็นโมเลกุล กล่าวอีกนัยหนึ่ง โมเลกุลของก๊าซมีตระกูลเป็นโมโนโทมิก

ก๊าซมีตระกูลทำให้แต่ละช่วงของระบบธาตุสมบูรณ์ นอกจากฮีเลียมแล้ว พวกมันทั้งหมดยังมีอิเล็กตรอนแปดตัวในชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกของอะตอม ทำให้เกิดระบบที่เสถียรมาก เปลือกอิเล็กตรอนของฮีเลียมซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนสองตัวก็มีเสถียรภาพเช่นกัน ดังนั้นอะตอมของก๊าซมีตระกูลจึงมีพลังงานไอออไนเซชันสูงและตามกฎแล้วจะมีพลังงานสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนเชิงลบ

ในตาราง. 38 แสดงคุณสมบัติบางอย่างของก๊าซมีตระกูล เช่นเดียวกับเนื้อหาในอากาศ จะเห็นได้ว่าอุณหภูมิการทำให้เป็นของเหลวและการทำให้แข็งตัวของก๊าซมีตระกูลนั้นต่ำกว่า มวลอะตอมหรือหมายเลขซีเรียลของพวกมันยิ่งต่ำลง: อุณหภูมิการทำให้เป็นของเหลวต่ำสุดสำหรับฮีเลียม และสูงสุดสำหรับเรดอน

ตารางที่ 38. คุณสมบัติบางประการของก๊าซมีตระกูลและเนื้อหาในอากาศ

จนถึงปลายศตวรรษที่ 19 เชื่อกันว่าอากาศประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจนเท่านั้น แต่ในปี 1894 J. Rayleigh นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษพบว่าความหนาแน่นของไนโตรเจนที่ได้จากอากาศ (1.2572 ) ค่อนข้างมากกว่าความหนาแน่นของไนโตรเจนที่ได้จากสารประกอบ (12505 ) ศาสตราจารย์ด้านเคมี W. Ramsay เสนอว่าความแตกต่างของความหนาแน่นเกิดจากการมีก๊าซที่หนักกว่าอยู่ในไนโตรเจนในบรรยากาศ โดยการจับไนโตรเจนกับแมกนีเซียมที่ร้อนจัด (Ramsay) หรือโดยการทำให้ไนโตรเจนผสมกับออกซิเจน (Rayleigh) โดยการปล่อยไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองแยกก๊าซเฉื่อยทางเคมีจำนวนเล็กน้อยออกจากไนโตรเจนในบรรยากาศ ดังนั้นธาตุที่ไม่รู้จักจนกระทั่งถึงเวลานั้นเรียกว่าอาร์กอนถูกค้นพบ แยกตามอาร์กอน ฮีเลียม นีออน คริปทอน และซีนอน ที่บรรจุอยู่ในอากาศในปริมาณเล็กน้อย องค์ประกอบสุดท้ายของกลุ่มย่อย - เรดอน - ถูกค้นพบในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสี

ควรสังเกตว่าการมีอยู่ของก๊าซมีตระกูลถูกทำนายไว้ในปี พ.ศ. 2426 นั่นคือ 11 ปีก่อนการค้นพบอาร์กอนโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย II A. Morozov (1854-1946) ซึ่งถูกคุมขังในปี 2425 เพื่อเข้าร่วมขบวนการปฏิวัติ โดยรัฐบาลซาร์ไปยังป้อมปราการชลิสเซลเบิร์ก N. A. Morozov กำหนดตำแหน่งของก๊าซมีตระกูลในระบบธาตุได้อย่างถูกต้องนำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างที่ซับซ้อนของอะตอมเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์องค์ประกอบและการใช้พลังงานภายในอะตอม N. A. Morozov ได้รับการปล่อยตัวจากเรือนจำในปี 1905 และการมองการณ์ไกลที่น่าทึ่งของเขากลายเป็นที่รู้จักในปี 1907 หลังจากการตีพิมพ์หนังสือของเขาที่ชื่อว่า Periodic Systems of the Structure of Matter ซึ่งเขียนขึ้นในห้องขังเดี่ยว

ในปี 1926 N. A. Morozov ได้รับเลือกเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของ USSR Academy of Sciences

เชื่อกันมานานแล้วว่าอะตอมของก๊าซมีตระกูลโดยทั่วไปไม่สามารถสร้างพันธะเคมีกับอะตอมของธาตุอื่นได้ มีเพียงสารประกอบโมเลกุลที่ค่อนข้างไม่เสถียรของก๊าซมีตระกูลเท่านั้นที่ทราบ - ตัวอย่างเช่น ไฮเดรต ซึ่งเกิดขึ้นจากการกระทำของก๊าซมีตระกูลที่ถูกบีบอัดบนน้ำที่เย็นจัดยิ่งตกผลึก ไฮเดรตเหล่านี้อยู่ในประเภทคลาเทรต (ดู § 72); พันธะเวเลนซ์ไม่เกิดขึ้นในการก่อตัวของสารประกอบดังกล่าว

การก่อตัวของ clathrates ด้วยน้ำได้รับการสนับสนุนโดยการปรากฏตัวของโพรงจำนวนมากในโครงสร้างผลึกของน้ำแข็ง (ดู§ 70)

อย่างไรก็ตาม ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา มีการพิสูจน์แล้วว่าคริปทอน ซีนอน และเรดอนสามารถรวมเข้ากับองค์ประกอบอื่นๆ และเหนือสิ่งอื่นใดก็คือ ฟลูออรีน ดังนั้นโดยปฏิกิริยาโดยตรงของก๊าซมีตระกูลกับฟลูออรีน (เมื่อถูกความร้อนหรือปล่อยไฟฟ้า) ฟลูออไรด์และจะได้รับ ทั้งหมดเป็นคริสตัลที่มีความเสถียรภายใต้สภาวะปกติ อนุพันธ์ของซีนอนยังได้รับในระดับของการเกิดออกซิเดชัน - เฮกซาฟลูออไรด์, ไตรออกไซด์, ไฮดรอกไซด์ สารประกอบสองชนิดสุดท้ายมีคุณสมบัติเป็นกรด ดังนั้นเมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาไลจะเกิดเกลือของกรดซีโนนิกเช่น:

ก๊าซมีตระกูลมีการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของ n ส 2n พี 6 (สำหรับฮีเลียม 1 ส 2) และประกอบขึ้นเป็นกลุ่มย่อย VIIIA เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมและความสามารถในการโพลาไรซ์ของพวกมันก็จะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล การเพิ่มขึ้นของจุดหลอมเหลวและจุดเดือด การเพิ่มความสามารถในการละลายของก๊าซในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ สำหรับก๊าซมีตระกูล สารประกอบต่อไปนี้เป็นที่รู้จักกัน: โมเลกุลไอออน สารประกอบรวม และสารประกอบเวเลนซ์

ไม่สามารถมีโมเลกุลก๊าซมีตระกูล E 2 - (s) 2 (s *) 2 แต่ถ้าอิเล็กตรอนหนึ่งตัวถูกเอาออก การเติมของออร์บิทัลที่คลายตัวบนจะมีเพียงครึ่งเดียว - (s) 2 (s *) 1 เป็นพื้นฐานของพลังงาน โมเลกุลไอออนก๊าซมีตระกูล E 2 + .

สารประกอบรวมหรือคลาเทรตเป็นที่รู้จักในสถานะของแข็งเท่านั้น ในซีรีส์ He – Rn ความเสถียรของคลาเทรตเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ไฮเดรตของประเภท E. 6H 2 O เกิดขึ้นที่แรงดันสูงและอุณหภูมิต่ำ ที่ 0 0 С ไฮเดรต Xe, Kr, Ar และ Ne จะคงที่ที่ความดัน ~1.1 ตามลำดับ 10 5 , 1.5 . 106, 1.5. 107, 3. 10 7 ป. สารประกอบคลาเทรตใช้สำหรับแยกและจัดเก็บก๊าซมีตระกูล Kr และ Xe ได้มาจากการกลั่นอากาศเหลว

สารประกอบที่มีพันธะเวเลนซ์ E(II), E(IV), E(VI), E(VIII) ได้รับการศึกษาอย่างดีเกี่ยวกับตัวอย่างของฟลูออไรด์ Kr และ Xe ที่ได้รับตามรูปแบบ:

พันธะเคมีในสารประกอบก๊าซมีตระกูลไม่สามารถอธิบายได้จากมุมมองของ MHS เนื่องจากตามวิธีนี้ พันธะจะต้องเกิดขึ้นจาก d- ออร์บิทัล อย่างไรก็ตาม การกระตุ้นของอะตอม Xe จากสถานะ 5 ส 2 5พี 6 ใน 5s 2 5p 5 6s 1 หรือ 5 ส 2 5พี 5 5d 1 ต้องการ 795 หรือ 963 kJ mol –1 และการกระตุ้น 5 ส 2 5พี 4 5d 2 และ 5 ส 2 5พี 4 5d 1 6ส 1 - 1758 และ 1926 kJ mol -1 ซึ่งไม่ได้รับการชดเชยโดยพลังงานจากการก่อตัวของพันธะ

ภายในกรอบของ MMO โครงสร้างของ XeF 2 อธิบายโดยโครงร่างของออร์บิทัลสามออร์บิทัล หนึ่งอันจาก Xe และอีกสองอันจากอะตอมฟลูออรีน:

Xenon tetrafluoride เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง:

Pt + XeF 4 + 2HF = H 2 + Xe,

4KI + XeF 4 = Xe + 2I 2 + 4KF

เมื่อถูกความร้อนและไฮโดรไลซ์ ซีนอนฟลูออไรด์ไม่สมส่วน:

2XeF 2 = XeF 4 + Xe

3XeF 4 = 2XeF 6 + Xe

6XeF 4 + 12H 2 O = 2XeO 3 + 4Xe + 3O 2 + 24HF

สำหรับเฮกซะวาเลนท์ Xe, XeF 6 ฟลูออไรด์, XeO 3 ออกไซด์, XeOF 4 และ XeO 2 F 2 ออกโซฟลูออไรด์, ไฮดรอกไซด์ Xe(OH) 6 และไอออนเชิงซ้อนของประเภท XeO 4 2– และ XeO 6 6– เป็นที่รู้จักกัน

XeO 3 ละลายได้ดีในน้ำและเป็นกรดแก่:

XeO 3 + H 2 O⇆ H 2 XeO 4 ® H + + HxeO 4 ¯

เฮกซาฟลูออไรด์มีฤทธิ์มาก ทำปฏิกิริยากับควอตซ์:

2XeF 6 + SiO 2 \u003d 2XeOF 4 + SiF 4

อนุพันธ์ Xe(VI) เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ตัวอย่างเช่น

Xe(OH) 6 + 6KI + 6HCl = Xe + 3I 2 + 6KCl + 6H 2 O

สำหรับ Xe(VIII) นอกจากนี้ XeF 8 , XeO 4 , XeOF 6 , XeO 6 4– เป็นที่รู้จัก

ภายใต้สภาวะปกติ XeO 4 จะค่อยๆ สลายตัว:

3XeO 4 \u003d Xe + 2XeO 3 + 3O 2

เมื่อสถานะออกซิเดชันของซีนอนเพิ่มขึ้น ความคงตัวของสารไบนารีและสารประกอบคล้ายเกลือจะลดลง ในขณะที่สารเชิงซ้อนที่มีประจุลบเพิ่มขึ้น

สำหรับคริปทอน เฉพาะ KrF 2 , KrF 4 , กรดคริปทอนที่ไม่เสถียร KrO 3 · H 2 O และเกลือของมัน BaKrO 4 .

ฮีเลียมใช้ในกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำเพื่อสร้างบรรยากาศเฉื่อยในอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ ในงานเชื่อม และในหลอดไฟฟ้าที่เติมแก๊ส นีออนในท่อระบายแก๊ส

สารประกอบของก๊าซมีตระกูลถูกใช้เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง ฟลูออรีนและซีนอนถูกจัดเก็บในรูปของซีนอนฟลูออไรด์

คำถามสำหรับการตรวจสอบตนเอง

I. 1) ตำแหน่งของไฮโดรเจนในระบบธาตุ

2) การจำแนกประเภทของสารประกอบไฮโดรเจน

ครั้งที่สอง หนึ่ง) ส - องค์ประกอบ: สถานะออกซิเดชัน การเปลี่ยนแปลงรัศมีและพลังงานของไอออไนซ์ กรด-เบส และคุณสมบัติรีดิวซ์ของสารประกอบ

2) การเชื่อมต่อ ส- องค์ประกอบ:

ก) ไฮไดรด์ ส-องค์ประกอบ (ลักษณะของการเชื่อมต่อ, คุณสมบัติ);

b) สารประกอบที่มีออกซิเจน ไฮดรอกไซด์

สาม. 1) อะไรเป็นตัวกำหนดความเป็นไปได้ของความจุ R-องค์ประกอบ?

2) ความเสถียรของสถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้นและต่ำในกลุ่มย่อยเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อ Z เพิ่มขึ้น

IV. การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงใน T pl. ออกไซด์ จงตอบคำถามต่อไปนี้:

1) เหตุใดจุดหลอมเหลวจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเปลี่ยนจาก CO 2 เป็น SiO 2

2) เหตุใด PbO 2 จึงมีความเสถียรทางความร้อนน้อยกว่าออกไซด์อื่นๆ ของกลุ่มย่อย IVA

V. พลังงานยึดเหนี่ยวในโมเลกุลของไฮโดรเจนและฮาโลเจนมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าต่อไปนี้:

1) อะไรอธิบายพลังงานยึดเหนี่ยวที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญใน H2?

2) ทำไมพลังงานยึดเหนี่ยวใน Г 2 ถึงเพิ่มขึ้นด้วย Z ก่อนแล้วจึงลดลง

หก. คุณสมบัติของกรด-เบสของสารประกอบที่ปราศจากออกซิเจน (H n E) และสารประกอบที่มีออกซิเจน E (OH) n, H n EO m เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรและทำไม R- องค์ประกอบในยุคและกลุ่ม?

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว สารประกอบไฮโดรเจน R- องค์ประกอบ:

1) การสื่อสาร ระยะของคุณสมบัติ ความเสถียร

2) แนวโน้มที่จะเกิดพันธะ H

3) คุณสมบัติของพันธะเคมีใน B 2 H 6 (MMO)

แปด. ออกไซด์ R- องค์ประกอบ การสื่อสารและคุณสมบัติ

ทรงเครื่อง การเชื่อมต่อ R- องค์ประกอบ - เซมิคอนดักเตอร์

1) ปัจจัยที่กำหนดช่องว่างวง

2) เซมิคอนดักเตอร์เบื้องต้นและสารประกอบที่มีคุณสมบัติเซมิคอนดักเตอร์ ตำแหน่งของพวกเขาในตารางธาตุ

X. สารประกอบคล้ายเพชร ตำแหน่งขององค์ประกอบที่ก่อตัวในระบบธาตุ การสื่อสารและคุณสมบัติ

จิน 1) สารประกอบของก๊าซมีตระกูลและวิธีการในการผลิต

2) ให้โครงร่าง MO สำหรับ XeF 2

3) เขียนสมการปฏิกิริยาการไม่สมส่วน XeF 2 , XeF 4 .