Soygaz Kimyası
Bir zamanlar tamamen inert olduğu düşünülen soygazlar—başta ksenon olmak üzere—florürler, oksitler ve ilgili bileşiklerden oluşan gerçek bir kimya oluşturarak, tam bir oktetin reaksiyonu engellediği varsayımını çürütmektedir.
Tanım
Soygaz kimyası, 18. grup elementleri tarafından oluşturulan bileşiklerin, başlıca ksenonun ikili ve oksoflorürlerinin ve bu kapalı kabuklu atomların yüksek elektronegatif ortaklarla birleşmesini sağlayan bağlanmanın incelenmesidir.
Kapsam
Bu konu, 18. grup elementlerinin kimyasını kapsamaktadır: soygazların keşfi ve inertliği, daha ağır üyelerin reaksiyona girdiği koşullar, ksenon florürlerin, oksitlerin ve oksoflorürlerin yapıları ve bağlanması, bu moleküllere VSEPR uygulamasını ve kripton ile radonun daha sınırlı kimyasını içermektedir. Elementlerin keşfinde kullanılan spektroskopi yerine, soygaz bileşiklerinin bağlanması ve reaktivitesi ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Soygazlar neden uzun süre kimyasal olarak inert kabul edilmiştir?
- Hangi koşullar ksenon ve kriptonun bileşik oluşturmasına izin vermektedir?
- Ksenon florürleri ve oksitlerinin yapıları ve bağlanması nasıldır?
- Reaktivite neden helyumdan radona doğru artmaktadır?
Anahtar kavramlar
- İnertlik ve iyonlaşma enerjisi
- Ksenon florürleri
- Ksenon oksitleri ve oksoflorürleri
- Soygaz bileşiklerinin VSEPR geometrisi
- Üç merkezli dört elektronlu bağlanma
- Kripton ve radon kimyası
Temel kuramlar
- Daha ağır soygazların reaktivitesi
- Daha ağır soygazlar nispeten düşük iyonlaşma enerjilerine ve büyük, polarize edilebilir elektron bulutlarına sahiptir; bu nedenle flor ve platin heksaflorür gibi yeterince güçlü oksitleyiciler ksenonu oksitleyerek kararlı bileşikler oluşturabilmektedir.
- Ksenon florürlerinin yapısı ve bağlanması
- XeF2, XeF4 ve XeF6 gibi bileşikler, ksenon üzerindeki yalnız elektron çiftlerinden VSEPR tarafından tahmin edilen geometrileri benimsemektedir; bağlanmaları ise d-orbital katılımı olmaksızın üç merkezli dört elektronlu veya moleküler-orbital modelleriyle tanımlanabilmektedir.
- Oksitler ve oksoflorürler
- Florürlerin hidrolizi ve ileri reaksiyonları, XeO3 ve XeOF4 gibi ksenon oksitleri ve oksoflorürleri vermektedir; bunlar, varlıkları gerçek ve çeşitli bir soygaz kimyasını daha da kanıtlayan güçlü oksitleyicilerdir.
Klinik önem
Temel ilgi alanlarının ötesinde, soygazlar inert atmosferler, aydınlatma ve lazer ortamları, kriyojenler ve anestezikler olarak kullanılmaktadır; soygaz florürleri ise güçlü florlama ve oksitleme reaktifleri olarak işlev görmektedir.
Tarihçe
Soygazlar, on dokuzuncu yüzyılın sonlarında Ramsay ve meslektaşları tarafından keşfedilmiştir ve uzun süre tamamen reaktif olmayan elementler olarak kabul edilmiştir. Bartlett'in 1962'de bir ksenon–platin florür bileşiği hazırlaması bu inancı yıkmış ve soygazların, özellikle ksenon florürleri ve oksitlerinin sistematik kimyasını başlatmıştır.
Öne çıkan isimler
- William Ramsay
- Neil Bartlett
- Linus Pauling
İlgili konular
Temel eserler
- bartlett1962
- greenwood1997
- weller2018
Sıkça sorulan sorular
- Soygazların tam oktetleri varsa, nasıl reaksiyona girebilirler?
- Dolu bir oktet reaksiyonu zorlaştırır ancak imkansız kılmaz; daha ağır soygazlar dış elektronlarını nispeten gevşek tutmaktadır, bu nedenle flor ve platin heksaflorür gibi son derece güçlü oksitleyiciler bu elektronları uzaklaştırabilir veya paylaşabilir ve gerçek kimyasal bağlar oluşturabilmektedir.
- Ksenon neden helyum veya neondan çok daha reaktiftir?
- İyonlaşma enerjisi, değerlik elektronları çekirdekten daha uzakta yer aldıkça 18. grupta aşağı doğru düşmektedir; bu nedenle ksenonun elektronları helyum veya neonunkinden çok daha kolay etkileşime girmektedir, bu da kararlı bir kimyanın başlıca ksenon ve daha az ölçüde kripton ve radon için var olmasının nedenidir.