شیمی گازهای نجیب
گازهای نجیب—بالاتر از همه زنون—که زمانی کاملاً بیاثر تلقی میشدند، شیمی واقعی از فلوریدها، اکسیدها و ترکیبات مرتبط را تشکیل میدهند و این فرض را که یک هشتایی کامل مانع واکنش میشود، رد میکنند.
Definition
شیمی گازهای نجیب مطالعه ترکیبات تشکیل شده توسط عناصر گروه ۱۸، عمدتاً فلوریدهای دوتایی و اکسیفلوریدهای زنون، و پیوندهایی است که به این اتمهای دارای پوسته بسته اجازه میدهد با شرکای بسیار الکترونگاتیو ترکیب شوند.
Scope
این موضوع به شیمی گروه ۱۸ میپردازد: کشف و بیاثری گازهای نجیب، شرایطی که تحت آن اعضای سنگینتر واکنش میدهند، ساختارها و پیوندهای فلوریدها، اکسیدها و اکسیفلوریدهای زنون، کاربرد VSEPR در این مولکولها، و شیمی محدودتر کریپتون و رادون. این مبحث به پیوند و واکنشپذیری ترکیبات گازهای نجیب میپردازد تا طیفسنجی مورد استفاده برای کشف عناصر.
Core questions
- چرا گازهای نجیب مدتها از نظر شیمیایی بیاثر تلقی میشدند؟
- چه شرایطی به زنون و کریپتون اجازه تشکیل ترکیبات را میدهد؟
- ساختارها و پیوندهای فلوریدها و اکسیدهای زنون چگونه است؟
- چرا واکنشپذیری از هلیوم به سمت رادون افزایش مییابد؟
Key concepts
- بیاثری و انرژی یونش
- فلوریدهای زنون
- اکسیدها و اکسیفلوریدهای زنون
- هندسه VSEPR ترکیبات گاز نجیب
- پیوند سه مرکزی چهار الکترونی
- شیمی کریپتون و رادون
Key theories
- واکنشپذیری گازهای نجیب سنگینتر
- گازهای نجیب سنگینتر دارای انرژیهای یونش نسبتاً پایین و ابرهای الکترونی بزرگ و قطبیپذیر هستند، بنابراین اکسیدکنندههای به اندازه کافی قوی مانند فلوئور و پلاتین هگزا فلورید میتوانند زنون را اکسید کرده و ترکیبات پایداری تشکیل دهند.
- ساختار و پیوند فلوریدهای زنون
- ترکیباتی مانند XeF2، XeF4 و XeF6 هندسههای پیشبینی شده توسط VSEPR را از جفتهای الکترونی غیرپیوندی روی زنون اتخاذ میکنند، با پیوندی که میتواند توسط مدلهای سه مرکزی چهار الکترونی یا اوربیتال مولکولی بدون دخالت اوربیتال d توصیف شود.
- اکسیدها و اکسیفلوریدها
- هیدرولیز و واکنش بیشتر فلوریدها، اکسیدها و اکسیفلوریدهای زنون مانند XeO3 و XeOF4 را تولید میکند، اکسیدکنندههای قوی که وجود آنها بیشتر نشاندهنده یک شیمی واقعی و متنوع گاز نجیب است.
Clinical relevance
فراتر از علاقه بنیادی، گازهای نجیب به عنوان اتمسفرهای بیاثر، محیطهای روشنایی و لیزر، کریوژنها و بیحسکنندهها استفاده میشوند، در حالی که فلوریدهای گاز نجیب به عنوان معرفهای فلورینهکننده و اکسیدکننده قوی عمل میکنند.
History
گازهای نجیب توسط رمزی و همکارانش در اواخر قرن نوزدهم کشف شدند و مدتها تصور میشد که کاملاً بیاثر هستند. تهیه ترکیب زنون-پلاتین فلورید توسط بارتلت در سال ۱۹۶۲ این باور را در هم شکست و شیمی سیستماتیک گازهای نجیب، به ویژه فلوریدها و اکسیدهای زنون را آغاز کرد.
Key figures
- William Ramsay
- Neil Bartlett
- Linus Pauling
Related topics
Seminal works
- bartlett1962
- greenwood1997
- weller2018
Frequently asked questions
- اگر گازهای نجیب دارای هشتایی کامل هستند، چگونه میتوانند واکنش دهند؟
- یک هشتایی پر شده واکنش را دشوار میکند اما غیرممکن نیست؛ گازهای نجیب سنگینتر الکترونهای بیرونی خود را نسبتاً سست نگه میدارند، بنابراین اکسیدکنندههای بسیار قوی مانند فلوئور و پلاتین هگزا فلورید میتوانند این الکترونها را حذف یا به اشتراک بگذارند و پیوندهای شیمیایی واقعی تشکیل دهند.
- چرا زنون بسیار واکنشپذیرتر از هلیوم یا نئون است؟
- انرژی یونش در گروه ۱۸ با دورتر شدن الکترونهای ظرفیتی از هسته کاهش مییابد، بنابراین الکترونهای زنون بسیار راحتتر از هلیوم یا نئون درگیر میشوند، به همین دلیل یک شیمی پایدار عمدتاً برای زنون و به میزان کمتری برای کریپتون و رادون وجود دارد.