Характеристика елементів головної підгрупи VIII групи

До складу головної підгрупи VIII групи періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва входить сімейство так званих благородних газів – гелій Нє, неон Ne, аргон Аr, криптон Кr, ксенон Хе, радон Rn. Ці елементи відомі також під назвою інертні гази, так як на початку їх вивченні не було експериментальних доказів, що свідчать про здатність цих елементів утворювати хімічні сполуки. В даний час вже відомі їхні численні сполуки, тому назва «інертні» більш правильно замінити словом «шляхетні».

Атоми благородних газів, як видно з табл. 16, мають завершену структуру зовнішнього електронного шару, що ускладнює утворення ними з’єднань. Цим пояснюється й те, що на відміну від інших простих газів благородні гази мають одноатомні молекули.

Найлегше з’єднання благородних газів утворюються по донорно-акцепторному типом зв’язку, проте відомі і ковалентні з’єднання, але вельми нестійкі, наприклад XeF6, який легко вибухає при ударі, XeF4, ХеO4 та ін. Ці сполуки можуть утворювати лише «збуджені» атоми благородного газу. «Збудження» атома, т. Е. «Розпарювання» електронів зовнішнього шару для утворення хімічного зв’язку, може відбутися лише в тому випадку, якщо це енергетично вигідно, т. Е. Коли на тому ж зовнішньому рівні є вільні орбіталі, на які можуть перейти електрони. Наприклад, атом неону має другий повністю завершений енергетичний рівень L.

Розподіл електронів по енергетичним рівням атомів елементів головної підгрупи VIII групи.
Розподіл електронів по енергетичним рівням атомів елементів головної підгрупи VIII групи.

Вільних орбіталей на цьому рівні немає. Порушити атом неону – значить перевести частину його електронів на інший, більш високий рівень М, що енергетично вельми невигідно. Тому ковалентні зв’язки у неону виявити не вдається.

Як показує схема, у атома аргону в збудженому стані третій енергетичний рівень М має 5 незайнятих d-орбіталей, на які при збудженні атома можуть переходити електрони. Це орбіталі одного і того ж рівня, тому для порушення атома аргону потрібно менше енергії, ніж для атома неону.
Ще легше збуджуються і, отже, вступають в хімічні реакції атоми криптону, ксенону, радону. Зі збільшенням радіуса атома зменшується витрата енергії, необхідної для її порушення і, отже, збільшується реакційна здатність елемента. Іншими словами, реакційна здатність благородних газів збільшується від гелію до радону. Стійкість з’єднань цих елементів зростає в тому ж напрямку.

■ 1. Чим пояснити первісне розміщення благородних газів в нульової групи періодичної системи, а потім подальше їх перенесення в VIII групу? (Див. Відповідь)
2. Чому атом криптону легше порушити, ніж атом неону?
3. Чому молекула хлору двоатомний, а неону – одноатомна?
4. Чому гелій і неон не утворюють сполук з ковалентним зв’язком?
5. Як залежить реакційна здатність благородних газів від радіуса атома? (Див. Відповідь)

Посилання на основну публікацію