ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нулевая группа периодической системы (Главная подгруппа восьмой группы) из "Курс неорганической химии" Таким образом, валентное число инертных газов равно нулю. Чтобы согласовать номер группы инертных газов с максимальной положительной валентностью, как это сделано для остальных групп периодической системы, эта группа была названа тулевой группой и помещена в начале периодической системы. При непрерывном расположении элементов, принятом в табл. II (см. приложение), инертные газы попадают в восьмую группу в качестве ее главной подгруппы. Такое расположение согласуется с закономерностями периодической системы, так как при уменьшении отрицательной валентности с возрастанием номера группы начиная с четвертой главной подгруппы- нулевую валентность следует ожидать для элементов восьмой главной подгруппы. Двойственность положения инертных газов соответствует их особому характеру по сравнению с элементами остальных главных подгрупп. Подробнее об этом будет сказано в следующей главе. [c.113] Отсутствие у инертных газов способности к образованию соединений проявляется также и в том, что инертные газы в противоположность другим газообразным веществам при обычных температурах одноатомны . Иными словами, у инертных газов молекулярный вес равен атомному. На одноатом-ность инертных газов указывает отношение величины теплоемкости нри постоянном давлении к величине теплоемкости при постоянном объеме ср с . Это отношение у инертных газов равно = 1,666. т. е. величине, даваемой кинетической теорией газов для одноатомных газов. При низких температурах инертные газы сжижаются, а нри дальнейшем довольно незначительном понижении температуры затвердевают. Однако низкие температуры кипения указывают на то, что и вторичные валентные силы , или вандерваальсовы силы, действующие м ду свободными атомами инертных газов, очень слабы. [c.113] Нулевая валентность инертных газов обусловливает очень большое сходство их химического характера обш им свойством для них является неспособность в обычных условиях образовывать вообще какие-либо валентные-соединения , т. е. соединения, в которых они были бы связаны обычными валентными силами. Однако было бы преувеличением сказать, что инертные газы в химическом отношении вообще не отличаются один от другого . Имеется много элементов, которые при равной валентности реагируют с веществами с образованием совершенно аналогичных соединений, отличающихся только физическими свойствами (растворимостью и т. д.). Такие характерные различия имеются и у инертных газов — различная летучесть, растворимость, адсорбируемость и т. д., но только в свободном состоянии. [c.114] Распространение в природе. Атмосферный воздух содержит около 1 об.% инертных газов. Основная доля приходится на аргон, остальные инертные газы присутствуют в очень малых количествах. [c.115] В 100 л воздуха содержится 934 мл аргона, 1,82 мл неона, 0,524 мл гелия, 0,114 мл криптона и 0,0087 мл ксенона (Glu kauf, 1951). Содержание инертных газов в воздухе, как и содержание кислорода и азота, практически постоянно. Всюду, куда проникает воздух, можно обнаружить и аргон, например в крови. По сравнению с распрострвнен-ностью инертных газов в космосе содержание инертных газов в земной атмосфере поразительно мало. Объяснение этому см. т. II, гл. 15. [c.115] содержащие довольно большие количества аргона и особенно гелия, выделяются из многих минеральных вод. Иногда в них находят и большие количества неона. Гелий образуется при всех радиоактивных превращениях, сопровождающихся испусканием а-частиц. Поэтому он всегда присутствует в радиоактивных водах и радиоактивных минералах. Из последних гелий выделяют растворением их в кислотах или сильным нагреванием. Б некоторых местах Северной Америки на поверхность земли выделяются большие количества газов, относительно богатых гелием. [c.115] Присутствие радона и других радиоактивных эманаций связано с присутствием радиоактивных элементов, из которых они образуются, поскольку эманации быстро распадаются. Такой распад, естественно, происходит и тогда, когда эманации находятся вместе с материнскими радиоактивными элементами, однако в этом случае они постоянно вновь образуются. Количество радона, находящегося в равновесии с 1 г радия (так, что в каждый данный момент времени образуется столько же радона, сколько его распадается), составляет 0,653 мм (при 0° и давлении 1 атм). Это количество называется кюри. Оно служит единицей измерения содержания эманаций в радиоактивных водах . [c.116] Получение и применение. В Северной Америке начиная с 1917 г. добывают значительные количества гелия из богатых им минеральных газов. В течение долгого времени его применяли для наполнения дирижаблей. [c.116] Применяемый в США метод добычи гелия основан на том, что гелий в отличие от других газов очень слабо адсорбируется активированным углем, охлаждаемым жидким воздухом. Этот метод применяли и раньше в холодильных машинах Линде для получения неона и гелия из остатков после сжижения и ректификации воздуха. Фракционной перегонкой неона и гелия при охлаждении твердым водородом можно получить практически чистый неон. Однако для большинства технических целей (но, конечно, не для наполнения дирижаблей и воздушных шаров) вполне пригодна смесь неона и гелия. [c.116] В небольших количествах гелий удобнее всего получать по Сивертсу (Sieverts, 1912) нагреванием до 1000—1200° содержащих его минералов, таких, как клевеит, монацит или тореанит, в закрытой с одного конца фарфоровой трубке. Выделяющийся газ для очистки от образующихся На, НгО и СОг пропускают через фарфоровую трубку над раскаленной окисью меди и над лодочкой с твердой едкой щелочью. От азота освобождаются многократным пропусканием газа над сильно нагретой смесью окиси кальция, магния и натрия, от аргона — при помощи прокаленного активированного угля. [c.116] Кроме применения в качестве наполнителя для воздушных шаров и т. д., для чего гелий особенно пригоден благодаря своей невоспламеняемости, его используют для наполнения газовых термометров и в технике низких температур. Неон применяют (часто в смеси с гелием) главным образом для световых реклам и т. п. (неоновые дуговые лампы, тлеющие лампы). Кроме того, неоновые лампы используют в различных областях электротехники (выпрямители, предохранители, делители напряжения). Аргон находит применение главным образом как совершенно индифферентный защитный газ. В смеси с 15% азота его используют для наполнения ламп накаливания. [c.116] В атмосфере чистого аргона легко образуется электрическая дуга. Ее образование можно предотвратить добавлением азота. Применение аргона в лампах накаливания наряду с химической инертностью определяется его низкой теплопроводностью в настоящее время для этой цели используют также криптон и ксенон, теплопроводность которых еще ниже было предложено при рентгеноскопии дыхательных органов применять криптон и ксенон ввиду их высокой способности поглощать рентгеновские лучи. [c.116] В лаборатории аргон (точнее сырой аргон, см. ниже) можно получить, связывая химически азот и кислород воздуха, освобожденного обычным методом от двуокиси углерода и паров воды. [c.116] Кислород обычно удаляют пропусканием воздуха над раскаленной медью. Азот связывают магнием или кальцием или смесью магния, окиси кальция и натрия. Кислород и азот можно удалить одним реагентом, а именно раскаленным карбидом кальция. Еще лучше исходить из содержащего азот кислорода, полученного фракционной перегонкой жидкого воздуха. В этом случае кислород уже относительно обогащен аргоном (примерно до 3%), поскольку аргон, как и кислород, менее летуч, чем азот. [c.117] Сначала по методу Общества холодильных машин Линде многократной фракционной перегонкой доводят содержание аргона в жидком воздухе по крайней мере до 60%. Затем химическим путем удаляют около 30% кислорода. Остающаяся смесь аргона и азота пригодна для наполнения ламп накаливания. [c.117] Получаемый из воздуха аргон содержит остальные присутствующие в воздухе инертные газы. Эти незначительные (составляющие около 0,25 об.%) примеси в обычных случаях применения аргона несущественны. Очистку сырого аргона от сопутствующих инертных газов производят многократной фракционной перегонкой. Этим методом можно получить также чистые криптон и ксенон. [c.117] Для лабораторного разделения инертных газов наряду с фракционной перегонкой используют теперь поглощение активированным углем. Поглощаемость инертных газов сильно возрастает с увеличением атомного веса. Фракционным поглощением на активированном угле при температуре жидкого воздуха можно разделить в зависимости от давления гелий и неон или неон и аргон. Аргон, криптон и ксенон можно разделить поглощением на активированном угле и последующей фракционной десорбцией методом Петерса (Peters, 1930). Растворенный в жидком воздухе радон можно полностью поглотить силикагелем. [c.117] Разработаны также технические методы, основанные на различной скорости, диффузии инертных газов в атмосферу другого газа, или методы, использующие для разделения инертных газов различную скорость проникновения их через пористые перегородки. Значительные количества криптона и ксенона были получены методом Клода ( loude), который основан на том, что жидкий воздух извлекает указанные газы из воздуха, охлажденного почти до температуры сжижения. [c.117] Вернуться к основной статье