Инертные газы

Инертные газы, благородные газы, редкие газы, химические элементы, образующие главную подгруппу 8-й группы периодической системы Менделеева: гелий Не (атомный номер 2), неон Ne (10), аргон Ar (18), криптон Kr (36), ксенон Xe (54) и радон Rn (86). Из всех Инертных газов только Rn не имеет стабильных изотопов и представляет собой радиоактивный химические элемент.

Название Инертные газы отражает химическую инертность элементов этой подгруппы, что объясняется наличием у атомов Инертных газов устойчивой внешней электронной оболочки, на которой у Не находится 2 электрона, а у остальных Инертных газов по 8 электронов. Удаление электронов с такой оболочки требует больших затрат энергии в соответствии с высокими потенциалами ионизации атомов Инертные газы (см. таблицу).

Эле мент	Ат. масса	Сод-ние в воздухе, об. %	Ат. радиусы, Å		1-е потенц. иониз., в	При 1 атм
			по А. Бонди	по В. И. Лебедеву		tпл°С	tкип°С
Не	4,0026	4,6·10-4	1,40	0,291	24,58	-272,6*	-268,93
Ne	20,179	1,61·10-3	1,54	0,350	21,56	-248,6	-245,9
Ar	39,948	0,9325	1,88	0,690	15,76	-189,3	-185,9
Kr	83,80	1,08·10-4	2,02	0,795	14,00	-157,1	-153,2
Xe	131,30	8·10-6	2,16	0,986	12,13	-111,8	-108,1
Rn	222**	6·10-18	-	1,096	10,75	ок. -71	ок. -63

* При 26 атм
** Массовое число наиболее долгоживущего изотопа.

Из-за химические инертности Инертные газы долгое время не удавалось обнаружить, и они были открыты только во 2-й половине 19 века. К открытию первого Инертного газа - гелия - привело проведенное в 1868 году французом Ж. Жансеном и англичанином H. Локьером спектроскопическое исследование солнечных протуберанцев. Остальные Инертные газы были открыты в 1892-1908 годах.

Инертные газы постоянно присутствуют в свободном виде в воздухе. 1 м³ воздуха при нормальных условиях содержит около 9,4 л Инертных газов, главным образом аргона (см. таблицу). Кроме воздуха, Инертные газы присутствуют в растворенном виде в воде, содержатся в некоторых минералах и горных породах. Гелий входит в состав подземных газов и газов минеральных источников. Остальные стабильные Инертные газы получают из воздуха в процессе его разделения. Источником радона служат радиоактивные препараты урана, радия и других. После использования стабильные Инертные газы вновь возвращаются в атмосферу и поэтому их запасы (кроме легкого Не, который постепенно рассеивается из атмосферы в космическом пространстве) не уменьшаются.

Молекулы Инертных газов одноатомны. Все Инертные газы не имеют цвета, запаха и вкуса; бесцветны они в твердом и жидком состоянии. Наличие заполненной внешней электронной оболочки обусловливает не только высокую химические инертность Инертных газов, но и трудности получения их в жидком и твердом состояниях (см. таблицу).

Долгое время попытки получить химические соединения Инертных газов оканчивались неудачей. Положить конец представлениям об абсолютной химические недеятельности Инертных газов удалось канадскому ученому H. Бартлетту, который в 1962 году сообщил о синтезе соединения Xe с PtF₆. В последующие годы было получено большое число соединений Kr, Xe и Rn, в которых Инертные газы имеют степени окисления +1, +2, +4, +6 и +8. При этом существенно, что для объяснения строения этих соединений не потребовалось принципиально новых представлений о природе химические связи, и связь в соединениях Инертных газов хорошо описывается, например, методом молекулярных орбиталей. Из-за быстрого радиоактивного распада Rn его соединения получены в ничтожно малых количествах и состав их установлен ориентировочно. Соединения Xe значительно стабильнее соединений Kr, а получить устойчивые соединения Ar и более легких Инертных газов пока не удалось. В большинстве реакций Инертных газов участвует фтор: одни вещества получают, действуя на Инертные газы фтором или фторсодержахцими агентами (SbF₅, PtF₆ и т. д.), другие образуются при разложении фторидов Инертные газы Имеются указания на возможность протекания реакций Xe и Kr с хлором. Получены также оксиды (ХеО₃, XeO₄) и оксигалогениды Инертных газов.

Кроме указанных выше соединений, Инертные газы образуют при низких температурах соединения включения. Так, все Инертные газы, кроме Не, дают с водой кристаллогидраты типа Xe·6H₂O, с фенолом тяжелые Инертные газы дают соединения типа Xe·5C₆H₅OH и т. д.

Промышленное использование Инертных газов основано на их низкой химической активности или специфических физические свойствах.