Kimia Gas Mulia

Gas mulia—terutama xenon—yang dulunya dianggap sepenuhnya inert, membentuk kimia fluorida, oksida, dan senyawa terkait yang nyata, menumbangkan asumsi bahwa oktet penuh menghalangi reaksi.

Definition

Kimia gas mulia adalah studi tentang senyawa yang dibentuk oleh unsur golongan 18, terutama biner dan oksofluorida xenon, serta ikatan yang memungkinkan atom-atom kulit tertutup ini untuk bergabung dengan pasangan yang sangat elektronegatif.

Scope

Topik ini mencakup kimia golongan 18: penemuan dan kelembaman gas mulia, kondisi di mana anggota yang lebih berat bereaksi, struktur dan ikatan fluorida, oksida, dan oksofluorida xenon, penerapan VSEPR pada molekul-molekul ini, serta kimia kripton dan radon yang lebih terbatas. Ini membahas ikatan dan reaktivitas senyawa gas mulia daripada spektroskopi yang digunakan untuk menemukan unsur-unsur tersebut.

Core questions

• Mengapa gas mulia lama dianggap inert secara kimia?
• Kondisi apa yang memungkinkan xenon dan kripton membentuk senyawa?
• Bagaimana struktur dan ikatan fluorida dan oksida xenon?
• Mengapa reaktivitas meningkat dari helium ke radon?

Key concepts

• Kelembaman dan energi ionisasi
• Fluorida xenon
• Oksida dan oksofluorida xenon
• Geometri VSEPR senyawa gas mulia
• Ikatan tiga-pusat empat-elektron
• Kimia kripton dan radon

Key theories

Reaktivitas gas mulia yang lebih berat

Gas mulia yang lebih berat memiliki energi ionisasi yang relatif rendah dan awan elektron yang besar serta dapat terpolarisasi, sehingga pengoksidasi yang cukup kuat seperti fluorin dan platina heksafluorida dapat mengoksidasi xenon untuk membentuk senyawa yang stabil.

Struktur dan ikatan fluorida xenon

Senyawa seperti XeF2, XeF4, dan XeF6 mengadopsi geometri yang diprediksi oleh VSEPR dari pasangan elektron bebas pada xenon, dengan ikatan yang dapat dijelaskan oleh model tiga-pusat empat-elektron atau orbital molekul tanpa melibatkan partisipasi orbital-d.

Oksida dan oksofluorida

Hidrolisis dan reaksi lebih lanjut dari fluorida menghasilkan oksida dan oksofluorida xenon seperti XeO3 dan XeOF4, pengoksidasi kuat yang keberadaannya lebih lanjut menunjukkan kimia gas mulia yang asli dan bervariasi.

Clinical relevance

Selain minat fundamentalnya, gas mulia digunakan sebagai atmosfer inert, media penerangan dan laser, kriogen, dan anestesi, sementara fluorida gas mulia berfungsi sebagai reagen fluorinasi dan pengoksidasi yang kuat.

History

Gas mulia ditemukan oleh Ramsay dan rekan-rekannya pada akhir abad kesembilan belas dan lama dianggap sepenuhnya tidak reaktif. Preparasi senyawa xenon–platina fluorida oleh Bartlett pada tahun 1962 menghancurkan keyakinan ini dan meluncurkan kimia sistematis gas mulia, terutama fluorida dan oksida xenon.

Key figures

• William Ramsay
• Neil Bartlett
• Linus Pauling

Seminal works

• bartlett1962
• greenwood1997
• weller2018

Frequently asked questions

Jika gas mulia memiliki oktet penuh, bagaimana mereka bisa bereaksi sama sekali?

Oktet yang terisi penuh membuat reaksi sulit tetapi tidak mustahil; gas mulia yang lebih berat menahan elektron terluarnya relatif longgar, sehingga pengoksidasi yang sangat kuat seperti fluorin dan platina heksafluorida dapat menghilangkan atau berbagi elektron-elektron tersebut dan membentuk ikatan kimia yang asli.

Mengapa xenon jauh lebih reaktif daripada helium atau neon?

Energi ionisasi menurun dalam golongan 18 karena elektron valensi terletak lebih jauh dari inti, sehingga elektron xenon jauh lebih mudah untuk terlibat daripada elektron helium atau neon, itulah sebabnya kimia yang stabil terutama ada untuk xenon dan, pada tingkat yang lebih rendah, kripton dan radon.