В учебниках химии можно найти фразу, что благородные газы абсолютно инертны. Это означает, что они не вступают в химические реакции. Даже есть картинка-мем на эту тему про гелий и вы, скорее всего, её видели.
Но, как часто это бывает, мы имеем дело с очередным упрощением. Оно сродни представлениям из серии, что электрический ток - это что-то очень похожее на воду или что наблюдатель управляет миром с помощью квантового эффекта наблюдателя. Такой подход допустим, но только где-то в рамках школьной программы. Однако, именно такой вариант запомнить проще и он точно осядет в памяти.
В действительности же ученые нарушили это «нерушимое» правило инертных газов более 60 лет назад, создав сотни соединений с благородными газами.
Для того, чтобы понять причину недопонимания, нужно вспомнить механизм всего процесса. Такие элементы, как гелий, неон и ксенон, обладают полностью заполненной внешней электронной оболочкой и их традиционно считают неспособными к химической связи. Это, в общем-то, и повторяет определение инертных газов.
Благородные газы или инертные газы - это группа элементов 18-й группы (0-й группы в старых таблицах) периодической системы, отличающихся крайне низкой химической активностью из-за завершенной внешней электронной оболочки.
Всё банально просто - поскольку оболочка заполнена, то атом не может принять новые электроны и вступить в реакцию. А поскольку связь устойчивая, то отдавать свои электроны он тоже не спешит. Вот и выходит инертность. По сути это подразумевает простой тезис. Нет возможности отдать или принять электрон - нет реакции.
Вот только это в основном верно для самых легких благородных газов, представление о том, что вся группа строго нереактивна, является распространенным заблуждением.
Переломный момент в развитии этого мифа произошёл в 1962 году.
Химик Нил Бартлетт экспериментировал с высокореактивным красным газом, называемым гексафторидом платины. Он обнаружил, что эта молекула настолько «пожирает» электроны, что может буквально оторвать электрон от молекулы кислорода.
Бартлетт понял, что энергия, необходимая для того, чтобы отнять электрон у кислорода, почти идентична энергии, необходимой для того, чтобы отобрать электрон у атома ксенона. Проверяя свою теорию, он смешал гексафторид платины с газообразным ксеноном. В результате произошла впечатляющая реакция, в результате которой образовалось жёлтое твёрдое вещество гексафторплатинат ксенона. Это было первое в мире соединение благородного газа.
Причина этого интересного явления кроется в размере атома. В небольших благородных газах, таких как гелий и неон, внешние электроны прочно удерживаются ядром, что делает их действительно инертными в нормальных условиях.
Однако по мере увеличения размера атомов в периодической таблице их внешние электроны располагаются гораздо дальше от ядра. В тяжелых благородных газах, таких как ксенон и криптон, эти внешние электроны экранированы внутренними слоями электронов. Это делает внешнюю оболочку достаточно слабо связанной, чтобы её могли отобрать высокоэлектроотрицательные элементы, такие как фтор или кислород.
Что же касается более привычных нам вариантов, то гелий, неон и аргон считаются наиболее химически инертными среди всех благородных газов. Но это тоже не означает, что они совсем не смогут реагировать ни с чем. Меняются лишь условия этой реакции.
Гелий практически не образует устойчивых соединений в обычных условиях. Это самый маленький атом в таблице Менделеева, а его электроны удерживаются ядром настолько прочно, что гелий обладает самой высокой энергией ионизации среди всех элементов. Неон также почти полностью инертен - устойчивых соединений с его участием не обнаружено, а в лабораториях удаётся получить лишь кратковременные экзотические комплексы. Аргон несколько более реакционноспособен, однако в нормальных условиях он тоже почти не вступает в химические реакции. Лишь при экстремально низких температурах удалось получить отдельные нестабильные соединения аргона.
Сегодня химики синтезировали уже сотни соединений благородных газов. Преимущественно эти соединения являются лабораторными диковинками и требуют экстремальных условий или невероятно реакционноспособных партнеров для образования соединений.
Но они доказывают, что «инертные» газы далеко не так изолированы, как предполагают классические учебники или уроки химии.
Впрочем, в более современных учебниках уже отмечается, что некоторые благородные газы без особого труда всё-таки вступают в реакции при определенных условиях, тем не менее, в основном инертные газы запоминаются нам именно как вещества, которые не реагируют ни с чем.
Не забывайте ставить лайки статье и подписываться! Это очень важно для развития проекта, а вы будете видеть ещё больше интересных статей в ленте! На канале есть премиум, где много интересного.