Общая химия

Однако в течение последних десятилетий было установлено, что криптон, ксенон и радон способны вступать в соединение с другими элементами и прежде всего с фтором. Так, ^^^ прямым взаимодействием благородных газов с фтором (при нагревании или в электрическом разряде) получены фториды ^^^ и ^^^ . Все они представляют собой кристаллы, устойчивые при обычных условиях. Получены также производные ксенона в степени окисленности ^^^ — гексафторид ^^^ , триоксид ^^^ , гидроксид ^^^ . Последние два соединения проявляют кислотные свойства; так, реагируя со щелочами, они образуют соли ксеноновой кислоты, например: ^^^ .

Производные ^^^ ксенона ( ^^^ -сильные окислители. Однако при действии на них еще более сильных окислителей можно получить соединения, в которых ксенон имеет степень окисленности ^^^ . Из подобных соединений известны октафторид ^^^ , тетраоксид ^^^ и оксогексафторид ^^^ .

Более высокая химическая активность криптона, ксенона и радона по сравнению с первыми членами группы ^^^ объясняется относительно низкими потенциалами ионизации их атомов (см. табл. 38). Для криптона, ксенона и радона эти величины близки к потенциалам ионизации некоторых других элементов (например, потенциал ионизации атома азота равен 14,53 В, атома хлора —12,97 В).

Наибольшее практическое применение находят аргон, неон и гелий.

234. Гелий (Helium).

История открытия гелия может служить блестящим примером могущества науки. Гелий был открыт в 1868 г. двумя астрономами — французом П. Жансеном и англичанином Д. Н. Локьером при изучении спектров Солнца. В этих спектрах обнаружилась ярко-желтая линия, которая не встречалась в спектрах известных в то время элементов. Эта линия была приписана существованию на Солнце нового элемента, не известного на Земле, который получил название гелий*. Спустя почти 30 лет после этого, Рамзай при нагревании минерала клевеита получил газ, спектр которого оказался тождественным со спектром гелия. Таким образом, гелий был открыт на Солнце раньше, чем его нашли на Земле.

После водорода гелий — самый легкий из всех газов. Он более чем в 7 раз легче воздуха.

Долгое время гелий оставался единственным газом, который не поддавался сжижению. Наконец, в 1908 г. удалось превратить (гелий в жидкость, кипящую при температуре -26,9°C). При испарении жидкого гелия была получена температура всего на несколько десятых градуса выше абсолютного нуля. В 1926 г. гелий был впервые обращен в твердое состояние. Твердый гелий — прозрачное вещество, плавящееся при -271,4°C под давлением 3,0 МПа.

* От греченского "гелиос" - солнце.

На Земле гелий встречается не только в атмосфере. Значительные количества его выделяются в некоторых местах из недр Земли вместе с природными газами. Воды многих минеральных источников тоже выделяют гелий.

Хотя содержание гелия в воздухе невелико, во Вселенной он занимает второе место (после водорода). Спектральный анализ показывает присутствие этого элемента во всех звездах. К накоплению его во Вселенной приводит термоядерная реакция превращения водорода в гелий (см. § 115).

Гелий получают из некоторых природных газов, в которых он содержится как продукт распада радиоактивных элементов. Он находит применение для создания инертной среды при автогенной сварке металлов, а также в атомной энергетике, где используется его химическая инертность и низкая способность к захвату нейтронов. Гелий широко применяется в физических лабораториях в качестве хладоносителя и при работах по физике низких температур. Он служит также термометрическим веществом в термометрах, работающих в интервале температур от 1 до 80К. Изотоп гелия ³He — единственное вещество, пригодное для измерения температур ниже 1 К.

235. Неон. Аргон.

Эти газы, а также криптон и ксенон получают из воздуха путем его фазделения при глубоком охлаждении. Аргон, в связи с его сравнительно высоким содержанием в воздухе, получают в значительных количествах, остальные газы — в меньших. Неон и аргон имеют широкое применение. Как тот, так и другой применяются для заполнения ламп накаливания. Кроме того, ими заполняют газосветные трубки; для неона характерно красное свечение, для аргона - сине-голубое. Аргон как наиболее доступный из благородных газов применяется также в металлургических и химических процессах, требующих инертной среды, в частности при аргонно-дуговой сварке алюминиевых и алюминиевомагниевых сплавов.

ПОБОЧНАЯ ПОДГРУППА ВОСЬМОЙ ГРУППЫ

Побочная подгруппа восьмой группы периодической системы охватывает три триады d-элементов. Первую триаду образуют элементы железо, кобальт и никель, вторую триаду — рутений, родий и палладий и третью триаду — осмий, иридий и платина.