Инертные газы. Открытие аргона

В 1892 г. Дж. Рэлей, 1 л азота, полученного из азотосодержащих веществ, имел массу 1,251 г, а 1 л азота, полученного из воздуха — 1,257 г. Это различие в третьем десятичном знаке натолкнуло ученого на мысль, что в азоте, полученном из воздуха, содержатся какие-то неизвестные газы. После отделения кислорода (пропусканием возду­ха над раскаленной медью) и азота (пропусканием над раскаленным магнием) получили газ в количестве 1% первоначального объема воздуха. Этот газ не вступал ни в какие химические реакции и был назван аргоном (недеятельным или инертным) Это открытие называют «торжеством тре­тьего десятичного знака».

оказалось, что полученный газ представляет собой смесь нескольких газов. В этой смеси оказался и гелий, линии которого были обнаружены в солнечном спектре еще в 1868 г. Когда гелий и аргон поместили в нулевую группу периодической системы элементов в порядке возрастания их атомных масс, между ними оказалось незаполненное место.

В 1898 г. У. Рамзай и М. Траверс открыли криптон (скрытый) и неон (новый). При перегонке смеси благородных газов У. Рамзай установил, что остаток после отгонки аргона содержал еще один благородный газ, и назвал его ксеноном (чужой). В 1899 г. Р. Б. Оуэнc, Э. Резерфорд, Э. Дорн и А. Дебьерн обнаружили в продуктах распада радия еще один благородный газ, который назвали радоном. Таким образом, нулевая группа оказалась заполненной.

Вопрос об атомности молекулы аргона был разрешен при помощи кинетической теории. Согласно последней, количество тепла, которое нужно затратить для нагревания моля газа на один градус, зависит от числа атомов в его моле­куле. При постоянном объеме моль одноатомного газа требует 13 Дж, двухатомного — 21 Дж. Для аргона опыт давал 13 Дж, что и указывало на одноатомность его молекулы. То же относится и к другим инертным газам.

Следующий по времени открытия инертный газ — гелий («солнечный») был обнаружен на Солнце раньше, чем на Земле. Это оказалось возможным, благодаря разработанному в 50-х годах XIX века методу спектрального анализа.

Нахождение в природе

В воздухе содержится 0,934% по массе аргона, 1,82·10^3 — неона, 5,42·10^4 — гелия, 1,14·10^4 — криптона и 8,7·10^6% ксенона. Кроме того, благородные газы содержатся в природных газах. Так, в некоторых газах содержа­ние гелия достигает 7%. Он содержится также в некоторых камен­ноугольных газах. По данным спектрального анализа большие коли­чества гелия содержатся на Солнце. Радон находится исключительно в продуктах распада радиоактив­ных веществ.

Физические свойства инертных газов.

Инертные газы не имеют цвета и запаха. Обладают более высокой электропроводностью (по сравнению с другими) и, при прохождении через них тока, ярко светятся.

Неон - огненно красным светом, так как его самые яркие линии находятся в красной области спектра.

Гелий - ярко-жёлтым светом, это объясняется тем, что в его сравнительно простом спектре, двойная жёлтая линия преобладает над всеми другими.

При нагревании растворимость инертных газов в воде уменьшается тем значительнее, чем инертный газ тяжелее.

Растворимость в органических жидкостях при повышении температуры часто возрастает.

Инертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, по сравнению с другими газами с тем же молекулярным весом. Это происходит из-за насыщенного характера атомных молекул инертных газов.