불활성 가스 : 특성 및 예 - 화학 - 2025

희소성 또는 희소성 가스 라고도 하는 불활성 가스 는 반응성이 눈에 띄지 않는 가스입니다. '불활성'이라는 단어는 이러한 가스의 원자가 상당한 수의 화합물을 형성 할 수없고 헬륨과 같은 일부 화합물이 전혀 반응하지 않음을 의미합니다.

따라서 불활성 가스 원자가 차지하는 공간에서 이들은 압력이나 온도 조건에 관계없이 매우 특정한 원자와 반응합니다. 주기율표에서 그들은 희가스 그룹이라고 불리는 VIIIA 또는 18 그룹을 구성합니다.

출처 : 화학 원소의 고해상도 이미지 (http://images-of-elements.com/xenon.php), Wikimedia Commons를 통해

위쪽 이미지는 전류에 의해 여기 된 크세논으로 채워진 전구에 해당합니다. 각각의 고귀한 가스는 전기의 발생을 통해 자체 색상으로 빛날 수 있습니다.

불활성 가스는 비율이 다르지만 대기에서 발견 될 수 있습니다. 예를 들어 아르곤은 0.93 %의 공기 농도를 가지며 네온은 0.0015 %입니다. 다른 불활성 가스는 태양에서 방출되어 지구에 도달하거나 암석 기반에서 생성되어 방사성 제품으로 발견됩니다.

불활성 가스 특성

불활성 가스는 원자 세포에 따라 다릅니다. 그러나 모두 원자의 전자 구조에 의해 정의되는 일련의 특성을 가지고 있습니다.

전체 발렌시아 레이어

주기율표의주기를 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면 전자는 전자 쉘 n에 사용할 수있는 궤도를 차지합니다. s 오비탈이 채워지면 d (네 번째 기간부터)와 p 오비탈이 이어집니다.

p 블록은 전자 구성 nsnp를 가지며 원자가 옥텟 (valence octet) ns ² np ⁶ 이라고하는 최대 8 개의 전자를 생성합니다 . 이 완전하게 채워진 층을 나타내는 원소는 주기율표의 맨 오른쪽에 있습니다 : 18 족 원소, 희가스 원소입니다.

따라서 모든 불활성 가스는 ns ² np ⁶ 구성의 완전한 원자가 쉘을 갖습니다 . 따라서, n 개의 불활성 기체 각각의 수를 변화 시키면 획득된다.

이 특성에 대한 유일한 예외는 n = 1이므로이 에너지 수준에 대한 p 궤도가없는 헬륨입니다. 따라서 헬륨의 전자 배열은 1s ² 이고 원자가 옥텟이 하나가 아니라 전자가 두 개 있습니다.

그들은 런던의 세력에 의해 상호 작용합니다

희가스 원자는 반응하는 경향이 거의없는 분리 된 구체로 시각화 될 수 있습니다. 원자가 껍질을 채우면 전자를 받아 결합을 형성 할 필요가 없으며 균일 한 전자 분포도 있습니다. 따라서 그들은 결합을 형성하지 않거나 그들 사이에 결합하지 않습니다 (산소와 달리 O ₂ , O = O).

원자이기 때문에 쌍극자-쌍극자 힘을 통해 서로 상호 작용할 수 없습니다. 따라서 순간적으로 두 개의 불활성 기체 원자를 함께 유지할 수있는 힘은 런던 또는 산란 력입니다.

이는 전자 분포가 균일 한 구체 일지라도 전자가 매우 짧은 순간 쌍극자를 생성 할 수 있기 때문입니다. 인접한 불활성 기체 원자를 분극화하기에 충분합니다. 따라서 두 B 원자는 서로를 끌어 당기고 매우 짧은 시간 동안 BB 쌍을 형성합니다 (BB 결합이 아님).

매우 낮은 녹는 점과 끓는점

원자를 함께 묶는 약한 런던 힘의 결과로, 그들은 거의 상호 작용하여 무색 기체로 나타날 수 있습니다. 액상으로 응축하기 위해서는 매우 낮은 온도가 필요하므로 원자가 "느려지 게"되고 BBB ··· 상호 작용이 더 오래 지속됩니다.

이는 압력을 높여서도 달성 할 수 있습니다. 이렇게하면 원자가 더 빠른 속도로 서로 충돌하여 매우 흥미로운 특성을 가진 액체로 응축됩니다.

압력이 매우 높고 (대기보다 수십 배 더 높음) 온도가 매우 낮 으면 희가스가 고체 상태로 들어갈 수도 있습니다. 따라서 불활성 기체는 물질의 세 가지 주요 단계 (고체-액체-기체)에 존재할 수 있습니다. 그러나이를 위해 필요한 조건은 힘든 기술과 방법을 요구합니다.

이온화 에너지

희가스는 이온화 에너지가 매우 높습니다. 주기율표의 모든 원소 중 가장 높은 것. 왜? 첫 번째 기능의 이유 : 전체 원자가 층.

원자가 옥텟 ns ² np ^{6을 갖고} , p 오비탈에서 전자를 제거하고, 전자 배열 ns ² np ⁵ 의 B ⁺ 이온이 됨으로써 많은 에너지가 필요합니다. 이 가스에 대한 첫 번째 이온화 에너지 I ¹ 의 값은 1000 kJ / mol을 초과합니다.

강력한 링크

모든 불활성 가스가 주기율표의 그룹 18에 속하는 것은 아닙니다. 그들 중 일부는 쉽게 깨질 수 없을 정도로 강력하고 안정적인 결합을 형성합니다. 두 분자가 이러한 유형의 불활성 가스를 구성합니다 : 질소 N ₂ , 이산화탄소 CO ₂ .

질소는 극도의 에너지 조건 없이는 깨질 수없는 매우 강한 삼중 결합 N≡N을 가지고 있습니다. 예를 들어, 번개에 의해 촉발 된 것. CO ₂ 에는 두 개의 이중 결합이 있지만 O = C = O이며 과잉 산소와의 모든 연소 반응의 산물입니다.

불활성 기체의 예

헬륨

He라는 글자로 지정되어 있으며 수소 다음으로 우주에서 가장 풍부한 원소입니다. 별과 태양 질량의 약 5 분의 1을 형성합니다.

지구상에서는 미국과 동유럽에 위치한 천연 가스 저수지에서 찾을 수 있습니다.

네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈

그룹 18의 나머지 희가스는 Ne, Ar, Kr, Xe 및 Rn입니다.

그중 아르곤은 지각에서 가장 풍부하고 (우리가 숨쉬는 공기의 0.93 %는 아르곤) 라돈은 우라늄과 토륨의 방사능 붕괴 산물 인 라돈이 가장 드물다. 따라서 지하 깊은 곳에서 발견 되더라도 이러한 방사성 원소가있는 다양한 지형에서 발견됩니다.

이러한 요소는 불활성이기 때문에 환경에서 산소와 물을 대체하는 데 매우 유용합니다. 최종 제품을 변경하는 특정 반응에 개입하지 않도록 보장합니다. 아르곤은 이러한 목적으로 많이 사용됩니다.

또한 광원 (네온 등, 차량용 랜턴, 램프, 레이저 등)으로도 사용됩니다.

참고 문헌

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