Номер 7, страница 22 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 4. Ионная химическая связь и ионные кристаллические решётки. Глава I. Строение веществ - номер 7, страница 22.

Условие.

7. Подготовьте сообщение на тему «Инертные или благородные?»

Решение.

Решение 2.

Элементы 18-й группы периодической системы д. и. менделеева — гелий ($He$), неон ($Ne$), аргон ($Ar$), криптон ($Kr$), ксенон ($Xe$) и радиоактивный радон ($Rn$) — долгое время носили название «инертные газы». Это название отражало представление учёных об их исключительной химической неактивности. Однако со временем это представление изменилось, что привело и к смене названия. Давайте разберёмся, почему сегодня их правильнее называть «благородными», а не «инертными».

«Инертные газы»: эра полной нереактивности

В конце xix века, после открытия аргона (1894 г.), гелия, неона, криптона и ксенона, химики столкнулись с уникальным свойством этих газов: они не вступали в реакции ни с одним из известных на тот момент веществ. Многочисленные попытки получить их химические соединения неизменно заканчивались неудачей.

Теоретическое объяснение такой пассивности было найдено в строении их атомов. Все эти элементы (кроме гелия) имеют на внешнем электронном слое 8 электронов — завершённый, устойчивый октет. У гелия на внешнем слое 2 электрона, что также является завершённой и очень стабильной конфигурацией для первого энергетического уровня. Эта электронная конфигурация обладает минимальной энергией, и атомам энергетически невыгодно ни отдавать, ни принимать электроны, ни образовывать общие электронные пары, то есть вступать в химические связи. На основании этого их и назвали инертными (от лат. iners — бездеятельный, неподвижный).

Революция в химии: первый синтез соединения «инертного» газа

Убеждение в абсолютной инертности этих газов было непоколебимо до 1962 года. Канадский химик нил бартлетт, работая с гексафторидом платины ($PtF_6$) — чрезвычайно сильным окислителем, — получил соединение гексафтороплатинат(v) диоксигенила, $O_2^+[PtF_6]^-$. В этом соединении молекула кислорода $O_2$ была окислена, то есть лишилась электрона.

Бартлетта осенила гениальная мысль. Он знал, что первая энергия ионизации (энергия, необходимая для отрыва одного электрона) молекулярного кислорода составляет 1175 кдж/моль. Он также знал, что энергия ионизации ксенона ($Xe$) очень близка к этому значению — 1170 кдж/моль. Он предположил: если $PtF_6$ смог отобрать электрон у кислорода, возможно, он сможет сделать то же самое и с ксеноном.

Учёный провёл простой эксперимент: смешал тёмно-красные пары гексафторида платины с бесцветным газом ксеноном при комнатной температуре. Практически мгновенно образовалось твёрдое вещество жёлто-оранжевого цвета. Это было первое в истории химическое соединение инертного газа — гексафтороплатинат ксенона, которому изначально приписали формулу $Xe^+[PtF_6]^-$. Это открытие произвело эффект разорвавшейся бомбы в научном мире и навсегда опровергло миф об абсолютной инертности.

«Благородные газы»: новое, более точное название

После успеха бартлетта химики по всему миру начали активно исследовать химию «бывших инертных» газов. Вскоре были синтезированы и другие соединения, в первую очередь ксенона и криптона, с самыми электроотрицательными элементами — фтором и кислородом. Были получены такие вещества, как дифторид ксенона ($XeF_2$), тетрафторид ксенона ($XeF_4$), оксид ксенона(vi) ($XeO_3$) и даже дифторид криптона ($KrF_2$).

Стало очевидно, что термин «инертные» больше не соответствует действительности. Эти газы могут вступать в реакции, хоть и делают это крайне неохотно, только в жёстких условиях и с очень сильными окислителями. По аналогии с «благородными металлами» (золото, платина), которые также отличаются очень низкой реакционной способностью, но всё же могут реагировать (например, золото растворяется в «царской водке»), для газов 18-й группы было предложено новое название — благородные газы.

Этот термин гораздо точнее описывает их природу. «Благородство» в химии подразумевает не полную изоляцию, а скорее «аристократическую» избирательность в связях и устойчивость к химическим воздействиям.

Ответ: Изначально элементы 18-й группы называли «инертными газами» из-за их кажущейся неспособности вступать в химические реакции, что объяснялось их стабильной электронной конфигурацией с завершённым внешним слоем. Однако в 1962 году нил бартлетт синтезировал первое соединение ксенона, доказав, что эти газы не являются абсолютно инертными. Последующие синтезы других соединений ксенона и криптона подтвердили этот факт. В результате устаревший термин «инертные газы» был заменён на более точный — «благородные газы». Это название, по аналогии с благородными металлами, подчёркивает их низкую, но не нулевую реакционную способность и «избирательность» в образовании химических связей. Таким образом, эти газы не инертные, а благородные.