Благоро́дные га́зы (также ине́ртные[1] или ре́дкие га́зы[2]) — группа химических элементов со схожими свойствами: при нормальных условиях они представляют собой одноатомные газы без цвета, запаха и вкуса с очень низкой химической реактивностью[англ.]. К благент 7-го периода 24-й группыфлеровий обладает некоторыми свойствами благородных газов[3]. Он может заменить в периодической таблице оганесон[4]. Благородные газы химически неактивны и способны участвовать в химических реакциях лишь при экстремальных условиях.
Неон, как и все благородные газы, имеет заполненную электронную оболочку. Все атомы благородных газов имеют на внешней орбите 8 электронов. Исключением является гелий (только 2 электрона)
Благородные газы не поддерживают горения и не возгораются при нормальных условиях.
При нормальных условиях все элементы 28-й группы (кроме, возможно, оганесона) являются одноатомными газами. Их плотность растёт с увеличением номера периода. Плотность гелия при нормальных условиях примерно в 7 раз меньше плотности воздуха, тогда как радон почти в восемь раз тяжелее воздуха.
При нормальном давлении температуры плавления и кипения у любого благородного газа отличаются менее чем на 10 °C; таким образом, они остаются жидкими лишь в малом температурном интервале. Температуры сжижения и кристаллизации растут с ростом номера периода. Гелий под атмосферным давлением вообще не становится твёрдым даже при абсолютном нуле — единственный из всех веществ.
Биологическое действие
Ввиду высокой радиоактивности всех изотопов радона он является радиотоксичным. Наличие радона и радиоактивных продуктов его распада во вдыхаемом воздухе вызывает стохастические эффекты хронического облучения, в частности рак.
Инертные газы обладают биологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм и по силе этого воздействия располагаются по убыванию в следующем порядке (в сравнении приведены также азот и водород): Xe — Kr — Ar — N2 — H2 — Ne — He. При этом ксенон и криптон проявляют наркотический эффект при нормальном барометрическом давлении, аргон — при давлении свыше 0,2 МПа(2 атм), азот — свыше 0,6 МПа(6 атм), водород — свыше 2,0 МПа(20 атм). Наркотическое действие неона и гелия в опытах не регистрируются, так как под давлением раньше возникают симптомы «нервного синдрома высокого давления» (НСВД)[5].
Применение
Благородные газы в вакуумных стеклянных колбах, через которые пропущен ток
Гелий, благодаря его пониженной растворимости в жидкостях, особенно в липидах, используется вместо азота как компонент дыхательных смесей для дыхания под давлением (например, при подводном плавании). Растворимость газов в крови и биологических тканях растёт под давлением. В случае использования для дыхания обычного воздуха или других азотсодержащих дыхательных смесей это может стать причиной эффекта, известного как азотное отравление.
Благодаря меньшей растворимости в липидах, атомы гелия задерживаются клеточной мембраной, и поэтому гелий используется в дыхательных смесях, таких как тримикс и гелиокс, уменьшая наркотический эффект газов, возникающий на глубине. Кроме того, пониженная растворимость гелия в жидкостях тела позволяет избежать кессонной болезни при быстром всплытии с глубины. Уменьшение остатка растворённого газа в теле означает, что во время всплытия образуется меньшее количество газовых пузырьков; это уменьшает риск газовой эмболии. Другой инертный газ, аргон, рассматривается как лучший выбор для использования в качестве прослойки к сухому костюму[6][неавторитетный источник] для подводного плавания.
Аргон, наиболее дешёвый среди инертных газов (его содержание в атмосфере составляет около 1 %), широко используется при сварке в защитных газах, резке и других приложениях для изоляции от воздуха металлов, реагирующих при нагреве с кислородом (и азотом), а также для обработки жидкой стали. Аргон также применяется в люминесцентных лампах для предотвращения окисления разогретого вольфрамового электрода. Также, ввиду низкой теплопроводности, аргон (а также криптон) используют для заполнения стеклопакетов.
После крушения дирижабля«Гинденбург» в 1937 году огнеопасный водород был заменен негорючим гелием в качестве заполняющего газа в дирижаблях и воздушных шарах, несмотря на снижение плавучести на 8,6 % по сравнению с водородом. Несмотря на замену, катастрофа оказала непропорционально большое влияние на всю область герметичных летательных аппаратов легче воздуха и подорвала планы по расширению этой области авиации более чем на полвека. Они стали популярнее только в последнее время, с развитием нановолоконных тканей и альтернативной энергетики.
↑Nash, Clinton S. (2005). "Atomic and Molecular Properties of Elements 112, 114, and 118". J. Phys. Chem. A. 109 (15): 3493—3500. doi:10.1021/jp050736o. PMID16833687.
Гелий Гелий Атомный номер: 2 Атомная масса: 4.002602 Температура плавления: 0.95 K Температура кипения: 4.22 K Плотность: 0.0001785 Электроотрицательность: ?
Неон Неон Атомный номер: 10 Атомная масса: 20.1797 Температура плавления: 24.703 K Температура кипения: 27.07 K Плотность: 0.0008999 Электроотрицательность: ?
Аргон Аргон Атомный номер: 18 Атомная масса: 39.948 Температура плавления: 83.96 K Температура кипения: 87.30 K Плотность: 0.0017837 Электроотрицательность: ?
Криптон Криптон Атомный номер: 36 Атомная масса: 83.798 Температура плавления: 115.93 K Температура кипения: 119.93 K Плотность: 0.003733 Электроотрицательность: 3
Ксенон Ксенон Атомный номер: 54 Атомная масса: 131.293 Температура плавления: 161.45 K Температура кипения: 165.03 K Плотность: 0.005887 Электроотрицательность: 2.6
Радон Радон Атомный номер: 86 Атомная масса: [222] Температура плавления: 202.15 K Температура кипения: 211.3 K Плотность: 0.00973 Электроотрицательность: 2.2
Оганесон Оганесон Атомный номер: 118 Атомная масса: [294] Температура плавления: ? K Температура кипения: ? 350±30 K Плотность: ? 13.65 Электроотрицательность: ?
