Ксенон, гидрат

Кроме гидратов для элементов подгруппы криптона получены и другие молекулярные соединения клатратного типа (Б. А. Никитин). Различие в устойчивости клатратных соединений используется для разделения благородных газов. В промьшшенном масштабе криптон извлекают вместе с ксеноном при ректификации жидкого воздуха. [c.497]

Структура клатратного кристалла гидрата ксенона. [c.258]

КЛАТРАТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. В 1896 г. было сделано открытие, долгое время казавшееся абсурдным. Вайяр сообщил, что им синтезирован гидрат аргона Аг-бНгО. Почти 30 лет не удавалось получить аналогичных соединений других инертных газов. Лишь в 1925 г. Форкан обнаружил, что при взаимодействии ксенона со льдом под давлением образуется гидрат ксенона Хе-бНгО. В 1940 г. известный советский химик Б. А. Никитин при кристаллизации фенола под давлением 40 атм в присутствии ксенона получил соединение Хе-ЗСбНбОН. Все эти соединения — клатратные (или соединения включения). В них нет химической связи. Процесс их образования сводится к внедрению чужих молекул в полости, которые уже существуют или могут возникнуть при определенных условиях в кристаллической решетке того или иного вещества. Нужно только, чтобы совпадали размеры пустот и размеры внедряемых атомов. [c.89]

Клатратные соединения впервые открыты Дэви в 1811 г., установившим, что хлор с водой образует твердый газовый гидрат. В XIX в. проведены первые исследования и гидратов углеводородов — метана, этана, этилена, пропана. В 1886 г. Милиус обнаружил, что гидрохинон образует комплексы с инертными газами — азотом, аргоном, ксеноном, криптоном. Поскольку химической связи в этом случае образоваться не могло, Милиус допустил, что комплекс сформировался в результате полного окружения одной молекулы несколькими молекулами другого компонента В 1940 г. Бенген открыл, что мочевина образует твердые аддукты с нормальными алканами и алифатическими спиртами, например с октиловым спиртом. [c.72]

В структуре гидратов газов наряду с водородными связями существенную роль играют связи ван-дер-ваальсовского типа, которые возникают между молекулами газов, в том числе одноатомными молекулами аргона, неона и ксенона, и молекулами воды. Гидраты газов имеют кубическую структуру двух типов тип I — элементарная ячейка состоит из 46 молекул воды, 6 больших и 2 малых полостей типа II — в элементарной ячейке находится 136 молекул воды, 8 больших и 16 малых полостей. Таким образом, в структуре тех и других гидратов в образовании полостей принимает участие значительно большее число молекул, чем в структуре льда. Поэтому полости получаются сравнительно большие [c.26]

В ряду Не — Rn возрастает и устойчивость соединений включения. Так, температура, при которой упругость диссоциации клатратов Аг-бНаО, Кг-бНаО и Хе-бНаО достигает одной атмосферы, соответственно равна —43, —28 и —4°С. Наоборот, чтобы получить при 0°С гидрат ксенона, достаточно применить давление чуть больше атмосферного. Для получения гидратов криптона, аргона и неона необходимо давление соответственно в 14,5, 150 и 300 атм. Можно ожидать, что гидрат гелия удастся получить лишь под давлением порядка тысяч атмосфер. [c.613]

Одним из клатратных соединений является газированный лед. Опыт показывает, что при охлаждении воды, насыщенный каким-либо газом под давлением, образуется лед, содержащий в своей кристаллической решетке молекулы газа. При этом молекулы Н2О посредством водородных связей образуют многогранники, полости внутри которых достаточно велики, чтобы молекула газа могла в них находиться почти свободно. Выйти из многогранника или войти в уже образовавшийся газо-гидрат молекула не может (рис, 5.21). Поэтому, несмотря на летучесть газов, эти соединения являются относительно устойчивыми. Молекулами-гостьями в гидратах могут быть углекислый газ, аргон, криптон, ксенон, метан, этан, этилен, пропан, циклопропан и др. Гидраты экономичны в смысле хранения газа. В 1 м газового гидрата около 200 м метана. Добыть газ из гидрата очень легко нагреванием. Существует предположение, что большие запасы природного газа хранятся в недрах Земли в форме газогидратов. [c.149]

Как уже отмечалось, химическая активность благородных газов мала. Соединений гелия не получено. Аргон, криптон и ксенон образуют с водой при низких температурах гидраты состава Э-бНаО (Э = Аг, Кг, Хе). Эти соединения получаются в результате включения атомов благородных газов в пустоты, имеющиеся в кристаллической структуре льда. Такие соединения называются соединениями включения, или кла-тратами. Для всех благородных газов, за исключе- [c.106]

Серовато-белый металл относительно мягкий, очень тягучий, ковкий, тугоплавкий. В особых условиях образует губчатую платину (с сильно развитой поверхностью), платиновую чернь (тонкодисперсный порошок) и коллоидную платину. Благородный металл занимает последнее (самое электроположительное) место в электрохимическом ряду напряжений. Легко сплавляется с платиновыми металлами (кроме рутения и осмия), а также с Fe, Со, Ni, u, Au и другими, с трудом сплавляется с Sb, Bi, Sn, Pb, Ag. Химически весьма пассивный не реагирует с водой, кислотами (за исключением царской водки ), щелочами, гидратом аммиака, монооксидом углерода. Переводится вводный раствор хлороводородной кислотой, насыщенной С1г. При нагревании окисляется кислородом, галогенами, серой, при комнатной температуре тетрафторидом ксенона Губчатая платина и платиновая чернь активно поглощают значительное количество Нг, Не, О2. В природе встречается в самородном виде (в сплавах с Ru. Rh, Pd, Os, Ir). Получение см. 907 917 919 [c.454]

Детально изучались [126] термодинамические свойства гидратов аргона, криптона, ксенона, метана, четырехфтористого углерода, этана, этилена, кислорода и азота. [c.122]

Многие небольшие молекулы образуют устойчивые кристаллы с водой при низких температурах. Газовые гидраты аргона, криптона и ксенона образуются при соединении инертных газов с водой при высоких давлениях и очень низких температурах. Было показано, что они относятся к клатратным соединениям [278—287]. Все первоначальные способы получения гидратов были изучены много лет назад [78, 98, 303], однако совсем недавно Полингом и Маршем [191] был разработан метод получения клатрата гидрата хлора СЬ 6Н2О. Пирексовую трубку длиной 6 мм вытягивали в капилляр на одном конце и соединяли с баллоном, содержащим хлор. После тщательного промывания капилляр запаивали, а его конец погружали в баню с сухим льдом и ацетоном. Когда некоторое количество хлора конденсировалось в капилляре, в стеклянную трубку впрыскивали каплю воды, после чего широкий конец трубки запаивали. Чередующееся нагревание и охлаждение капилляра способствовало тщательному перемешиванию воды и хлора. Вскоре в капилляре образовывались бледно-желтые кристаллы, которые сохранялись при повышении температуры до 0°. Незначительное количество жидкого хлора также оставалось, показывая тем самым, что хлор был взят в избытке . [c.119]

Число полостей, занимаемых ксеноном, вследствие меньшей его летучести больше, чем число полостей, занимаемых аргоном. Стабилизирующее действие менее летучего ксенона на некоторые гидраты типа II при давлении 1 атм гораздо сильнее, чем летучего аргона. [c.296]

Известны гидраты клатратного типа состава Аг-бНзО, Кг-бНаО, Хе-бН О, Rn-6H.,0. Существуют клатратные соединения инертных газов с фенолом Э-ЗСоНаОН стабильны клат-раты криптона и ксенона с гидрохиноном oHiOHa. [c.351]

Клатраты. До сравнительно недавнего времени (60-е годы XX в.) химические свойства гелия, неона, аргона и других благородных газов даже не являлись предметом дискуссии. Эти элементы называли инертными газами, подчеркивая тем самым их полную неспособность к химическому взаимодействию, что объяснялось особой устойчивостью полностью завершенных П5 и пр-орбиталей. Однако уже в конце XIX в. вскоре после открытия инертных газов Вийяр, сжимая аргон под водой при О °С, получил кристаллогидрат примерного состава Аг-бНаО. Затем были получены аналогичные гидраты ксенона и криптона. Оказалось, что эти соедннения неус- [c.391]

Рис. 11.1. Структура гидратов, или клатратов, благородных газов. На рисунке изображены 5 из 8 полиэдров (многограиников), входящих в каждую элементарную ячейку. Внутри каждого многогранника находится атом ксенона. В каждой вершине многогранника расположено по атому ислорода, а вдоль каждого ребра располагается атом водорода, связанный водородной связью с атомами кислорода. Расчет показывает, что многогранники, входящие в каждую элементарную ячейку, образованы 46 молекулами воды. Таким образо.м,

Аргоноиды, простые углеводороды и многие другие вещества образуют кристаллические гидраты так, ксенон образует гидрат Хе-5 4 Н2О, устойчивый примерно при 2°С и парциальном давлении ксенона I атм метан образует аналогичный гидрат СН4-5 /4 Н2О. Рентгеноскопические исследования показали, что эти кристаллы имеют структуру, в которой молекулы воды образуют благодаря водородным связям решетку, напоминающую решетку льда в ней каждая молекула воды окружена четырьмя другими молекулами, расположенными в вершинах тетраэдра на расстоянии 276 пм, но с более открытым расположением молекул, что обусловливает образование полостей (в форме пентагональных додекаэдров или других многогранников с пентаго-нальными или гексагональными гранями), достаточно больших, чтобы в них могли помещаться атомы аргоноидов или другие молекулы. Кристаллы такого типа называют клатратными кристаллами. [c.257]

Существование устойчивых гидратов неполярных молекул в гораздо большей мере обусловлено их ячеистой структурой, чем образованием связей. Подобные гидраты распадаются при температурах, превышающих температуру плавления льда. Строение этих веществ объясняется следующим образом ячеистая структура льда (см. рис. 8.21) способна захватывать молекулы других веществ, которые достаточно велики, чтобы не проскакивать сквозь довольно узкие окна из одной ячейки в другую. Метан СН4 образует гидраты, но этан С2Н6 не дает их, поскольку его молекулы слишком велики, чтобы встраиваться в ячейки структуры льда. В то же время ксенон образует гидраты, а гелий не образует, поскольку его атомы слишком малы и проскакивают из одной ячейки структуры льда в другую, не удерживаясь в ней. [c.144]

Аргон, криптон и ксенон обладают способностью образовывать гидраты , в которых одна молекула газа связана с несколькими молекулами воды. При 0° аргон дает гидрат при давлении около 100 ат криптон уже при О и 14 5 ат, а ксенон соответственно при 1,4° и 1 45 ат. [c.261]

Двойные гидраты, имеющие общую формулу. 4 2В 17НоО, в которой А может быть ацетоном, хло-ристы.м метиленол , хлороформом или четыреххлористым углеродом, а В — аргоном, криптоном, ксеноном, были изучены и описаны Штакельбергом и Ян- [c.96]

При изучении основных процессов переноса в водных биомолекулярных системах биологи исследовали гидраты с помощью методов электронной микроскопии и электронной дифракции. Они предлагают использовать гидраты в качестве основы для непосредственного изучения биологических систем в их нативном гидратном состоянии. Отмечая, что открытая структура воды способствует образованию клатратов, Фернандес-Моран [93] сообщил об исследованиях, которые позволяют представить структуру воды в виде клеточных составных частей с помощью локальных образований гидратов ксенона и аргона и муаровых узоров, проступающих через наложенные изоморфные кристаллы. В результате комбинирован- [c.144]

Вещества, образующие гидраты этого типа, обладают различными химическими свойствами. Они могут быть и, гидрофобными, не склонными к интенсивному взаимодействию с водой, нанример, за счет образования водородных связей. Этими веществами могут быть насыщенные и ненасыщенные углеводороды, хлор, четырехфтористый углерод, галогензамещенные производные метана и этана, а также аргон, криптон и ксенон. Способность к образованию данным газом гидрата определяется размерами и формой молекул, а не их химической природой. Метан, этан, к-пропан и изо-нропан образуют гидраты, а высшие члены гомологического ряда гидратов не образуют. 1,2-Дихлорэтан, молекула которого имеет вытянутую форму, не образует гидрата, в то время как его наиболее компактный изомер 1,1-дихлорэтан дает гидрат. Верхнему пределу размеров молекул, при которых возможно образование гидратов, соответствует -мольный объем около 85 см (для жидкости). Какую большую роль яграют при образовании гидратов молекулярные размеры, можно показать на примере бутанов в то время как к-бутан не образует гидрат, изо-бутан его образует. [c.404]

Все эти данные заставляют предположить, что структура клатратного типа образуется в том случае, если размер молекулы газа соответствует размеру полостей, образованных молекулами воды. Этот вывод подтверждается результатами определения устойчивости соединений путем измерения парциального давления пара. Так, давление газа над.гидратами ксенона, криптона и аргона составляют при 0° С соответственно 1,15, 14,5 и 105 атм (см. главу шестую, раздел VIII, Б 1). Как видно, давление пара тем больше, чем меньше диаметр атома благородного газа некоторые вещества, например водород, молекула которого имеет очень небольшие размеры, совсем не образуют гидратов. Б данном случае можно сделать такой же вывод, что и при рассмотрении клатратных соединений гидрохинона. Если размеры захватываемых молекул очень малы по сравнению с размерами возможных дырок в клеточной структуре, то они могут просачиваться и легко удаляться из этой структуры. [c.404]

К числу клатратных соединений отнесен [32] ряд двойных гидратов благородных газов (см. главу шестую, табл. 55) с параметром решетки около 17,5 А (тип II), в которых аргон, криптон или ксенон сочетаются с ацетоном, дихлорметапом, хлороформом или четыреххлористым углеродом. По-видимому, некоторые другие малые органические молекулы, например диметиламин и этил-амин, также способны образовывать подобные двойные гидраты. [c.420]

Растворимость а-циклодекстрипа уменьшается в растворах, насыщенных некоторыми газами при высоких давлениях, а кристаллы, высаженные из этих растворов, являются соединениями включения декстрина с газом. Крамер и Хенглейп [22] наблюдали образование соединений включения а-циклодекстрина с криптоном, ксеноном, кислородом, двуокисью углерода, этиленом, метаном, этаном, пропаном и бутаном. С азотом и аргоном, диаметры молекул которых несколько меньше, такие соединения не образуются. С пропаном и бутаном Р-циклодекстрин образует кристаллическое соединение, но лишь в незначительном количестве. Анализ кристаллов соединения включения а-циклодекстрин с газом показал, что отношение [газ] [а-циклодекстрин] изменяются от 0,3 до 1,375. Это отношение равно 1 или несколько больше для соединений с насыщенными углеводородами и двуокисью углерода. Такие соединения включения имеют, по-видимому, клеточную структуру (см. рис. 186), аналогичную предложенной для гидрата а-циклодекстрина [46]. [c.558]

Наиболее важные вещества — гости Аг, Кг, Хе, СН4, С12, Вгг, Нз5. Так, например, хорошо изучен клатратный гидрат метана СН4- 5,75Н20, или 8 СН4-46Н20. По составу он аналогичен приведенному выше клатрату ксенона. Интересно отметить, что установлено существование твердого вещества состава Ыа8514в. По своему строению оно близко к клатратам ( хозяин — 51, гость —Na). [c.292]

Тетрафторид ксенона (Малы и др., 1962) лучше всего известен нз соединений инертных газов. Удивительно, что это один из наиболее легко синтезируемых фторидов для его приготовления требуется лишь пропустить смесь ксенона, фтора и азота (в качестве разбавителя) через накаленную никелевую трубку и сконденсировать продукт в охлажденном сифоне,. Это белые кристаллы, устойчивые на воздухе, упругость их паров при комнатной температуре только около 4 мм рт. ст., вещество, подобно гексафторонлатинату (V) ксенона, легко сублимирует. В инфракрасном спектре (разд. 6.6) газообразного тетрафторида ксенона имеется интенсивная полоса при 590 см , в области, где обычно расположены полосы колебаний связи металл — фтор эта единственная полоса, соответствующая валентным колебаниям связей Хе—Р, указывает, что газообразная молекула имеет высокую симметрию. Фактически считают, что молекула имеет конфигурацию плоского квадрата высоко электроотрицательные атомы фтора поляризуют внешние орбитали крупного атома ксенона, так что четыре из восьми валентных электронов атома инертного газа обобществляются с четырьмя атомами фтора при этом остаются две неподеленные пары и в целом получается шесть электронных пар, которые определяют стереохимию атома ксенона, похожую поэтому на стереохимию иона [1Си] (рис. 2.10, л, гл. 2). Следует отметить, что эти соединения устойчивы по отношению к переносу заряда и поэтому весьма отличаются от короткоживущих молекулярных частиц и гидратов , единственных ранее известных соединений инертных газов. [c.104]

Действительно уже давно было известно, что инертные газы способны образовывать кристаллогидраты типа Х-6Н,0, подобные гидратам некоторых газов и, в частности, газообразного ЗОа. Устойчивость этих гидратов растет с увеличением атомного веса инертного газа. Кристаллогидраты аргона, криптона и ксенона были описаны уже давно. Гексагидрат радона был получен Б. А. Никитиным который показал также, что используя неодинаковую прочность этпх соединений можно разработать химический метод разделения инертных , газов. Эти гидраты возникают за счет сил межмолекулярного взаимодействия ( силы Ван-дер-Ваальса ). Как известно, эти силы слагаются из 1) ориентационных (силы притяжения постоянных диполей), 2) индукционных (силы притяжения индуцированных динолей) и 3) дисперсионных (силы притяжения временных диполей, возникающих за счет временного смещения электронных оболочек относительно ядра). [c.555]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология