Инертные газы

Определение "Инертные газы" в Большой Советской Энциклопедии

Инертные газы, благородные газы, редкие газы, химические элементы, образующие главную подгруппу 8-й группы периодической системы Менделеева: гелий Не (атомный номер 2), неон Ne (10), аргон Ar (18), криптон Kr (36), ксенон Xe (54) и радон Rn (86). Из всех Инертные газы только Rn не имеет стабильных изотопов и представляет собой радиоактивный химический элемент.

Название Инертные газы отражает химическую инертность элементов этой подгруппы, что объясняется наличием у атомов Инертные газы устойчивой внешней электронной оболочки, на которой у Не находится 2 электрона, а у остальных Инертные газы по 8 электронов. Удаление электронов с такой оболочки требует больших затрат энергии в соответствии с высокими потенциалами ионизации атомов Инертные газы (см. таблицу).

Из-за химической инертности Инертные газы долгое время не удавалось обнаружить, и они были открыты только во 2-й половине 19 в. К открытию первого Инертные газы — гелия — привело проведённое в 1868 французом Ж. Жансеном и англичанином Н. Локьером спектроскопическое исследование солнечных протуберанцев. Остальные Инертные газы были открыты в 1892—1908.

Инертные газы постоянно присутствуют в свободном виде в воздухе. 1 м³ воздуха при нормальных условиях содержит около 9,4 л Инертные газы, главным образом аргона (см. таблицу). Кроме воздуха, Инертные газы присутствуют в растворённом виде в воде, содержатся в некоторых минералах и горных породах. Гелий входит в состав подземных газов и газов минеральных источников. Остальные стабильные Инертные газы получают из воздуха в процессе его разделения. Источником радона служат радиоактивные препараты урана, радия и др. После использования стабильные Инертные газы вновь возвращаются в атмосферу и поэтому их запасы (кроме лёгкого Не, который постепенно рассеивается из атмосферы в космическом пространстве) не уменьшаются.

Молекулы Инертные газы одноатомны. Все Инертные газы не имеют цвета, запаха и вкуса; бесцветны они в твёрдом и жидком состоянии. Наличие заполненной внешней электронной оболочки обусловливает не только высокую химическую инертность Инертные газы, но и трудности получения их в жидком и твёрдом состояниях (см. таблицу). Другие физические свойства Инертные газы см. в статьях об отдельных элементах.

Эле­мент	Атомная масса	Содер­жание в воздухе, об. %	Атомные радиусы,		Первые потенциалы ионизации, в	При 1 атм. (~100 кн/м2)
			по А. Бонди	по В. И. Лебедеву		tпл, °С	tкип, °С
Не	4,0026	4,6·10-4	1,40	0,291	24,58	—272,6*	—268,93
Ne	20,179	1,61·10-3	1,54	0,350	21,56	—248,6	—245,9
Ar	39,948	0,9325	1,88	0,690	15,76	—189,3	—185,9
Kr	83,80	1,08·10-4	2,02	0,795	14,00	—157,1	—153,2
Xe	131,30	8·10-6	2,16	0,986	12,13	—111,8	—108,1
Rn	222**	6·10-18	—	1,096	10,75	около —71	около —63

  *При 26 атм. (~2,6 Мн/м²). **Массовое число наиболее долгоживущего изотопа.

Долгое время попытки получить химические соединения Инертные газы оканчивались неудачей. Положить конец представлениям об абсолютной химической недеятельности Инертные газы удалось канадскому учёному Н. Бартлетту, который в 1962 сообщил о синтезе соединения Xe с PtF₆. В последующие годы было получено большое число соединений Kr, Xe и Rn, в которых Инертные газы имеют степени окисления +1, +2, +4, +6 и +8. При этом существенно, что для объяснения строения этих соединений не потребовалось принципиально новых представлений о природе химической связи, и связь в соединениях Инертные газы хорошо описывается, например, методом молекулярных орбиталей (см. Валентность, Молекулярных орбиталей метод). Из-за быстрого радиоактивного распада Rn его соединения получены в ничтожно малых количествах и состав их установлен ориентировочно. Соединения Xe значительно стабильнее соединений Kr, а получить устойчивые соединения Ar и более лёгких Инертные газы пока не удалось. В большинстве реакций Инертные газы участвует фтор: одни вещества получают, действуя на Инертные газы фтором или фторсодержащими агентами (SbF₅, PtF₆ и т. д.), другие образуются при разложении фторидов Инертные газы Имеются указания на возможность протекания реакций Xe и Кr с хлором. Получены также окислы (Xe₀₃, Xe₀₄) и оксигалогениды Инертные газы

Кроме указанных выше соединений, Инертные газы образуют при низких температурах соединения включения. Так, все Инертные газы, кроме Не, дают с водой кристаллогидраты типа Хе×6Н₂О, с фенолом тяжёлые Инертные газы дают соединения типа Хе×3С₆Н₅ОН и т. д.

Промышленное использование Инертные газы основано на их низкой химической активности или специфических физических свойствах. Примеры применения Инертные газы см. в статьях об отдельных элементах.

  Лит.: Финкельштейн Д. Н., Инертные газы, М., 1961; Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В., Инертные газы, М., 1964; Крамер Ф., Соединения включения, пер. с нем., М., 1958; Бердоносов С. С., Инертные газы вчера и сегодня, М., 1966; Соединения благородных газов, пер. с англ., М., 1965; Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Современная неорганическая химия, пер. с англ., ч. 2, М., 1969; Дяткина М. Е., Электронное строение соединений инертных газов, «Журнал структурной химии», 1969, т. 10, № 1, с. 164.
  С. С. Бердоносов.