Zapisz jako PDF

Gazy szlachetne emitujące światło widzialne w silnym polu elektrycznym
Pierwiastek
Konfiguracja elektronowa
Temperatura topnienia Temperatura wrzenia
(°C)
(°C)
Hel (He)
-
-269
Neon (Ne)
-249
-246
Argon (Ar)
-189
-186
Krypton (Kr)
-157
-153
Ksenon (Xe)
-112
-108
Radon (Rn)
-71
-62
Spis treści
1 Właściwości fizyczne
2 Występowanie i zastosowanie
3 Związki chemiczne helowców
4 Fluorki ksenonu
5 Związki ksenonu z tlenem
6 Kwasy tlenowe ksenonu
Właściwości fizyczne
Wszystkie helowce są bezbarwnymi i bezwonnymi gazami.
Hel jest pierwiastkiem o najniższej temperaturze wrzenia (4,2 K), skroplony występuje w stanie
ciekłym (poniżej 4K) oraz „nadciekłym” (temperatura 2,17 K , ciśnienie około 5 000 Pa), o
bardzo małej lepkości i bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym (1000 razy większym od
przewodnictwa miedzi).
Energie jonizacji helowców są bardzo wysokie (od 2370 kJ/mol dla helu do 1036 kJ/mol dla
radonu), co tłumaczy brak reaktywności.
Występowanie i zastosowanie
Hel występuje w atmosferze ziemskiej oraz w śladowych ilościach w gazie ziemnym. Jako lekki
i obojętny gaz znalazł zastosowanie do napełniania balonów oraz przygotowywania mieszanin
oddechowych dla nurków. Ciekły hel stosuje się w kriotechnice.
Neon występuje w śladowych ilościach w atmosferze, ma zastosowanie w technice
oświetleniowej.
Argon stanowi 1% atmosfery ziemskiej, jest stosowany do utrzymywania obojętnej, beztlenowej
atmosfery.
Krypton i ksenon są stosowane w technice oświetleniowej (ksenonem napełnia się żarówki
oświetleniowe dużej mocy oraz lampy błyskowe ze względu na emisje szczególnie jaskrawego,
białego światła).
Radon (promieniotwórczy) dyfunduje ze skorupy ziemskiej, głównie ze skał granitowych i
terenów kopalni rud uranu (7,5 razy cięższy od powietrza kumuluje się w pomieszczeniach
zamkniętych, stąd obowiązek badania aktywności promieniotwórczej w nowo powstających
budynkach).
Związki chemiczne helowców
Najwięcej związków chemicznych tworzy ksenon,
Pierwszym związkiem ksenonu otrzymanym w 1962 roku był heksafluoroplatynian ksenonu
XePtF6 (związek o budowie jonowej w stanie stałym), w wyniku reakcji Xe z PtF6:
Xe + PtF6 → XePtF6
Tetrafluorek ksenonu XeF4 otrzymano przez ogrzewanie mieszaniny Xe i F.
Znanych jest około 40 związków ksenonu, kryptonu i radonu
Fluorki ksenonu
Podstawowe związki ksenonu, XeF2 i XeF4 są otrzymywane w wyniku ogrzewania mieszaniny
ksenonu i fluoru do temperatury 300°C lub podczas wyładowań elektrycznych:
Xe + F2 → XeF2
XeF2 + F2 → XeF4
Dalsze fluorowanie do XeF6 wymaga stosowania wyższych ciśnień.
Wszystkie fluorki ksenonu są bezbarwnymi ciałami krystalicznymi.
Fluorki ksenonu wykorzystuje się jako silne środki fluorujące
Pt(s) + XeF4(s) → Xe(g) + PtF4(s)
Oprócz fluorków ksenonu znany jest również fluorek kryptonu KrF4.
Związki ksenonu z tlenem
Tritlenek ksenonu XeO3 powstaje w reakcji:
XeF6 + 3 H2O → XeO3 + 6HF
XeO3 jest bezbarwnym ciałem stałym, w roztworze wodnym wykazuje silne właściwośc
utleniające, utlenia jony Mn2+ do MnO¯4.
Oksofluorki XeOF4 oraz XeO2F2 powstają w reakcji fluorków z wodą
XeF6 + H2O → XeOF4 + 2HF
Kwasy tlenowe ksenonu
XeO3 jest bezwodnikiem kwasu ksenowego, H2XeO4.
W reakcji z wodnymi roztworami wodorotlenków XeO3 tworzy jon wodoroksenianowy
XeO3 + NaOH → HXeO4- + Na+
który ulega reakcji dysproporcjonowania do ksenonu i jonu nadksenianowego XeO64-, w którym
ksenon przyjmuje najwyższy stopień utlenienia +8 (roztwory nadksenianów są silnymi
środkami utleniającymi).
W wyniku odwadniajacego działania H2SO4 na Ba2XeO6 powstaje XeO4 (wybuchowy, nietrwały
gaz), który jest bezwodnikiem kwasu nadksenowego.