उत्कृष्ट-गैस रसायन विज्ञान

एक समय में पूरी तरह से अक्रिय माने जाने वाले उत्कृष्ट गैसें—विशेषकर ज़ेनॉन—वास्तव में फ्लोराइड, ऑक्साइड और संबंधित यौगिकों का रसायन बनाती हैं, जिससे यह धारणा गलत साबित होती है कि पूर्ण अष्टक प्रतिक्रिया को रोकता है।

Definition

उत्कृष्ट-गैस रसायन विज्ञान समूह 18 तत्वों द्वारा निर्मित यौगिकों का अध्ययन है, मुख्य रूप से ज़ेनॉन के बाइनरी और ऑक्सोफ्लोराइड, और वह बंधन जो इन बंद-शेल परमाणुओं को अत्यधिक विद्युत्-ऋणात्मक भागीदारों के साथ संयोजित करने की अनुमति देता है।

Scope

यह विषय समूह 18 के रसायन विज्ञान को शामिल करता है: उत्कृष्ट गैसों की खोज और अक्रियता, किन परिस्थितियों में भारी सदस्य प्रतिक्रिया करते हैं, ज़ेनॉन फ्लोराइड, ऑक्साइड और ऑक्सोफ्लोराइड की संरचनाएं और बंधन, इन अणुओं पर VSEPR का अनुप्रयोग, और क्रिप्टॉन और रेडॉन का अधिक सीमित रसायन विज्ञान। यह उत्कृष्ट-गैस यौगिकों के बंधन और प्रतिक्रियाशीलता पर केंद्रित है, न कि तत्वों की खोज के लिए उपयोग की जाने वाली स्पेक्ट्रोस्कोपी पर।

Core questions

• उत्कृष्ट गैसों को लंबे समय तक रासायनिक रूप से अक्रिय क्यों माना जाता था?
• कौन सी परिस्थितियाँ ज़ेनॉन और क्रिप्टॉन को यौगिक बनाने की अनुमति देती हैं?
• ज़ेनॉन फ्लोराइड और ऑक्साइड की संरचनाएं और बंधन क्या हैं?
• हीलियम से रेडॉन की ओर प्रतिक्रियाशीलता क्यों बढ़ती है?

Key concepts

• अक्रियता और आयनीकरण ऊर्जा
• ज़ेनॉन फ्लोराइड
• ज़ेनॉन ऑक्साइड और ऑक्सोफ्लोराइड
• उत्कृष्ट-गैस यौगिकों की VSEPR ज्यामिति
• तीन-केंद्र चार-इलेक्ट्रॉन बंधन
• क्रिप्टॉन और रेडॉन रसायन विज्ञान

Key theories

भारी उत्कृष्ट गैसों की प्रतिक्रियाशीलता

भारी उत्कृष्ट गैसों में अपेक्षाकृत कम आयनीकरण ऊर्जा और बड़े, ध्रुवीकरण योग्य इलेक्ट्रॉन बादल होते हैं, इसलिए पर्याप्त मजबूत ऑक्सीकारक जैसे फ्लोरीन और प्लैटिनम हेक्साफ्लोराइड ज़ेनॉन को ऑक्सीकृत करके स्थिर यौगिक बना सकते हैं।

ज़ेनॉन फ्लोराइड की संरचना और बंधन

XeF2, XeF4, और XeF6 जैसे यौगिक ज़ेनॉन पर एकाकी युग्मों से VSEPR द्वारा अनुमानित ज्यामिति अपनाते हैं, जिसमें बंधन को d-कक्षक भागीदारी को शामिल किए बिना तीन-केंद्र चार-इलेक्ट्रॉन या आणविक-कक्षक मॉडल द्वारा वर्णित किया जा सकता है।

ऑक्साइड और ऑक्सोफ्लोराइड

फ्लोराइड के जल-अपघटन और आगे की प्रतिक्रिया से ज़ेनॉन ऑक्साइड और ऑक्सोफ्लोराइड जैसे XeO3 और XeOF4 प्राप्त होते हैं, जो मजबूत ऑक्सीकारक हैं और जिनकी उपस्थिति एक वास्तविक और विविध उत्कृष्ट-गैस रसायन विज्ञान को और प्रदर्शित करती है।

Clinical relevance

उनके मौलिक हित के अलावा, उत्कृष्ट गैसों का उपयोग अक्रिय वातावरण, प्रकाश और लेजर माध्यम, क्रायोजेन और एनेस्थेटिक्स के रूप में किया जाता है, जबकि उत्कृष्ट-गैस फ्लोराइड शक्तिशाली फ्लोरीनीकरण और ऑक्सीकरण अभिकर्मकों के रूप में कार्य करते हैं।

History

उत्कृष्ट गैसों की खोज उन्नीसवीं शताब्दी के अंत में रामसे और उनके सहयोगियों द्वारा की गई थी और लंबे समय तक उन्हें पूरी तरह से अप्रतिक्रियाशील माना जाता था। बार्टलेट द्वारा 1962 में ज़ेनॉन-प्लैटिनम फ्लोराइड यौगिक की तैयारी ने इस विश्वास को तोड़ दिया और उत्कृष्ट गैसों, विशेष रूप से ज़ेनॉन फ्लोराइड और ऑक्साइड के व्यवस्थित रसायन विज्ञान की शुरुआत की।

Key figures

• William Ramsay
• Neil Bartlett
• Linus Pauling

Seminal works

• bartlett1962
• greenwood1997
• weller2018

Frequently asked questions

यदि उत्कृष्ट गैसों में पूर्ण अष्टक होते हैं, तो वे बिल्कुल भी प्रतिक्रिया कैसे कर सकते हैं?

एक भरा हुआ अष्टक प्रतिक्रिया को कठिन बनाता है लेकिन असंभव नहीं; भारी उत्कृष्ट गैसें अपने बाहरी इलेक्ट्रॉनों को अपेक्षाकृत शिथिल रूप से रखती हैं, इसलिए फ्लोरीन और प्लैटिनम हेक्साफ्लोराइड जैसे अत्यधिक मजबूत ऑक्सीकारक उन इलेक्ट्रॉनों को हटा या साझा कर सकते हैं और वास्तविक रासायनिक बंधन बना सकते हैं।

ज़ेनॉन हीलियम या नियॉन की तुलना में कहीं अधिक प्रतिक्रियाशील क्यों है?

समूह 18 में आयनीकरण ऊर्जा कम हो जाती है क्योंकि संयोजकता इलेक्ट्रॉन नाभिक से दूर होते हैं, इसलिए ज़ेनॉन के इलेक्ट्रॉनों को हीलियम या नियॉन की तुलना में संलग्न करना बहुत आसान होता है, यही कारण है कि एक स्थिर रसायन विज्ञान मुख्य रूप से ज़ेनॉन और, कुछ हद तक, क्रिप्टॉन और रेडॉन के लिए मौजूद है।