Compus din gaze nobile
Un compus cu gaze nobile este un compus chimic care conține elemente aparținând grupei 18 din tabelul periodic , gazele nobile .
Istorie
S-a crezut inițial că gazele nobile nu pot forma compuși datorită octeților lor electronici, care le fac stabile din punct de vedere chimic și nereactive.
Toate gazele nobile au orbitale s și p complete [1] și nu formează compuși cu ușurință. Datorită energiei lor de ionizare ridicate și a afinității lor cu electronii aproape de zero , se credea că nu ar putea participa la nicio reacție.
În 1933, Linus Pauling a prezis că gazele nobile mai grele ar putea forma compuși cu fluor și oxigen . El a demonstrat existența hexafluorurii de kripton și a hexafluorurii de xenon ( Xe F 6 ) și a prezis că XeF 8 ar putea exista ca un compus instabil și că acidul xenic ar forma săruri perxenice. [2] [3] Aceste predicții s-au dovedit a fi aproape corecte, iar Xe F 8 sa dovedit a fi nu numai termodinamic instabil, ci și cinetic. [4] și până în 2006 nu a fost sintetizat.
Gazele nobile mai grele au mai multe cochilii electronice decât cele mai ușoare. Electronii cei mai externi suferă un efect de ecran de către cei mai interiori, ceea ce îi face mai ușor ionizabili , până când sunt atrași de nucleele încărcate negativ. Aceste gaze nobile pot forma astfel compuși cu cele mai electronegative elemente: fluor și oxigen .
Compuși anteriori 1962
Înainte de 1962 , singurii compuși gazoși nobili izolați erau clatrații (inclusiv hidrații de clatrat ). Alți compuși, cum ar fi compușii de coordonare , au fost identificați numai prin metode spectroscopice. [5]
Clathrates
Clatratii , cunoscuți și sub denumirea de compuși în cuști , sunt compuși de gaze nobile care sunt prinși în cavitățile cristaline ale unor substanțe organice și neorganice. Condiția esențială pentru formarea lor este ca atomul gazdă să fie suficient de mare pentru a se fixa în cavitățile cristalelor. Argonul , kriptonul și xenonul pot forma clatrați cu β-chinol, dar heliul și neonul nu pot, deoarece sunt prea mici.
Clatratele au fost folosite pentru a separa heliul și neonul de argon , kripton și xenon . Compușii care conțin nuclizi instabili de gaze nobile își păstrează în mod clar proprietățile de degradare: clatratul de 85 Kr, de exemplu, emite particule beta , în timp ce clatratul de 133 Xe emite raze gamma .
Compus de coordonare
Compuși de coordonare, cum ar fi Ar · BF 3, s-au presupus că există la temperaturi scăzute, dar acest lucru nu a fost niciodată confirmat. Mai mult, compuși precum WHe 2 și HgHe 2 au fost observați după bombardarea electronilor, dar studii recente au arătat că acestea sunt probabil rezultatul adsorbției heliului de către suprafața metalului. Prin urmare, pentru acest tip de produse, nu putem vorbi de compuși chimici reali
Hidratați
Hidrații se formează prin comprimarea gazelor nobile în apă . Atomii mai grei, așa cum sa subliniat deja, formează mai ușor derivatele relative (într-un mod echivalent se poate spune că compusul format este mai stabil), deci Xe · 6H 2 O este cel mai stabil hidrat. Cu toate acestea, existența acestor compuși a fost discutată recent. [ fără sursă ]
Compuși adevărați ai gazelor nobile
În 1962, Neil Bartlett a observat că compusul foarte oxidant hexafluorură de platină ionizzava „ O 2 în O 2 + . Deoarece energia de ionizare a O 2 la O 2 + (1165 kJ mol -1) este aproape egal cu energia de ionizare a Xe la Xe + (1170 kJ mol -1), el a încercat reacția Xe cu PTF 6 . Aceasta a produs un produs cristalin, hexafluoroplatinat de xenon , a cărui formă a fost propusă ca Xe + [PtF 6 ] - . [6] Ulterior s-a arătat că compusul este într-adevăr mai complex, conținând atât XeFPtF 6 , cât și XeFPt 2 F 11 . [7] Acesta a fost primul compus adevărat al unui gaz nobil.
Mai târziu, în 1962, Howard Claassen a sintetizat primul compus binar cu gaze nobile ( tetrafluorură de xenon ) prin tratarea xenonului și fluorului la temperaturi ridicate. [8]
În ultimii ani, au fost preparați un număr de compuși de gaze nobile, în special conținând xenon. Printre acestea se numără fluorurile de xenon ( XeF 2 , XeF 4 , XeF 6 ), oxifluorurile (XeOF 2 , XeOF 4 , XeO 2 F 2 , XeO 3 F 2 , XeO 2 F 4 ) și oxizii ( XeO 3 și XeO 4 ). Difluorură de xenon poate fi produsă prin expunerea simplă a Xe și F 2 gaze de la soare; deși amestecul celor două gaze a fost încercat de peste 50 de ani mai devreme în încercarea de a produce o reacție, nimeni nu s-a gândit să expună pur și simplu amestecul la lumina soarelui.
Radonul reacționează cu fluorul pentru a forma RnF 2 , care capătă o culoare galbenă slabă în stare solidă. Care va reacționa cu kripton fluor pentru a forma KrF 2 și excimer cu viață scurtă a Xe 2 și halogenuri ale gazelor nobile , cum ar fi XeCl 2 sunt utilizate în cu laser excimer . Descoperirea HArF a fost anunțată în 2000. [9] Nu sunt cunoscuți în prezent compuși convenționali de He sau Ne.
Notă
- ^ Cu excepția heliului care nu are orbital p
- ^ Linus Pauling (iunie 1933 ). Formulele acidului antimonic și antimonatele . J. Am. Chem. Soc .; 55, (5): 1895–1900.
- ^ Holloway, John H. ( 1968 ). Noble-Gas Chemistry Methuen, Londra .
- ^ Seppelt, Konrad (iunie 1979 ), Dezvoltări recente în chimia unor elemente electronegative , Conturi de cercetare chimică 12: 211-216
- ^ Vezi nota 2
- ^ Bartlett, N., Xeno Xe + hexafluorură platinată [PtF 6 ] - , în Proceedings of the Chemical Society of London , n. 6, 1962, p. 218, DOI : 10.1039 / PS9620000197 .
- ^ L. Graham, Graudejus, O., Jha NK și Bartlett, N., Referitor la natura XePtF 6 , în Coordination Chemistry Reviews , vol. 197, 2000, pp. 321–334, DOI : 10.1016 / S0010-8545 (99) 00190-3 .
- ^ Claassen, HH; Selig, H.; Malm, JG, tetrafluorură de xenon , în J. Am. Chem. Soc. , Voi. 84, nr. 18, 1962, p. 3593, DOI : 10.1021 / ja00877a042 .
- ^ Khriachtchev, L., Pettersson, M., Runeberg, N., Lundell, J., Räsänen, M., A stable argon compound , in Nature , vol. 406, 2000, pp. 874-876, DOI : 10.1038 / 35022551 .
