Soygazlar Ve Özellikleri

SOYGAZLAR VE ÖZELLİKLERİ

Helyum (He) neon (Ne) argon (Ar) kripton (Kr) ksenon (Xe) ve radon (Rn) başlıca asal gazlardır Helyum dışındaki diğer asal gazlar havanın bileşiminde bulunurHelyum bazı radyoaktif maddelerin bozunma ürünü olarak da elde edilir Asal gazların başlıca özellikleri şunlardır:

? Doğada element halinde bulunur

? Normal koşullarda gaz halinde bulunur

? Metallerle ametallerle ve birbirleriyle bileşik oluşturmaz

? Kararlı bir yapıya sahiptir

Asal gaz atomlarının en dış enerji düzeyleri elektronla tam doludur Bu durum asal gazlara kararlılık ve dayanıklılık verir Helyum dışındaki diğer asal gazların dış enerji düzeylerinde 8 elektron bulunur En dış enerji düzeyinde 8'den fazla elektron bulunamaz Onun için başka atomlardan elektron alamaz Bu 8 eloktron oynak (serbest) olmadığından elektron da veremez Onun için iyonlaşmaz Bu sebepten asal gazlar kararlı yapıya sahiptir Helyumun ilk enerji düzeyinde 2 elektronu vardır Bu düzey aynı zamanda en dış enerji düzeyidir Ne elektron alır ne de verir

Kimyasal olaylarda atomlar dış enerji düzeylerini 8'e tamamlamak ister Bunun için de en dış enerji düzeylerini 8'e tamamlayacak sayıda ya elektron alırlar ya da elektron verirler (Oktet Kuralı) Bazı atomlar da elektronlarını ortak olarak kullanır

Periyodik tablonun en son grubunu oluşturan tümü tek atomlu ve renksiz gaz halinde bulunan elementlerdir

En dış yörüngeleri elektronlarla tamamen dolu olduğu için son derece kararlıdırlar ve tepkimelere eğilimleri de çok düşüktür Bu davranışları nedeniyle de "soygaz" adını almışlardır Atmosferde bulunurlar ve sıvı havanın damıtılmasıyla elde edilirler

İlk keşfedilen soygaz hidrojenden sonra en hafif element olan helyumdur Radon çekirdeği dayanıksız olan radyoaktif bir elementtir

Çok düşük olan erime ve kaynama noktaları grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe yükselir İyonlaşma enerjileri sıralarında en yüksek olan elementlerdir

Sembol: He

Atom numarası: 2

Atom ağırlığı: 4002602 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz

p-blok elementi

1868 yılında Fransız Pierre Janssen ve İngiliz Norman Lockyer birbirinden bağımsız olarak helyumu keşfettiler

1908 yılında Heike Kamerlingh Onnes 09 K? de ilk sıvı helyumu elde etti

Helyum atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır Ayrıca helyum radyoaktif minerallerde ve Amerika Birleşik Devletlerinde tabii gazlarda bulunur Helyum sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonundan elde edilir

Fiziksel Özellikleri

Yoğunluğu: 00001636 g/ml

Erime noktası: -2722°C ( 095K)

Kaynama noktası -26893°C (422K)

Molar hacmi: 2100 ml/mol

Özgül ısı: 5193 J/gK

Isı iletkenliği: 0001513 W/cmK

Buharlaşma Entalpisi: 0083 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler

Elektronik konfigürasyonu: 1s2

Kabuk yapısı: 2

Elektronegatiflik: Bilgi yok

Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 31 pm)

İyonlaşma enerjisi

I İyonlaşma Enerjisi 23723 kJ mol-1

II İyonlaşma Enerjisi 52505 kJ mol-1

Oksidasyon sayısı: 0

İzotopları:

İzotop Yarılanma Süresi

3He Kararlı

4He Kararlı

6He 0807 saniye

8He 0119 saniye

Kullanım Alanı

? Sıvı roket yakıtı sıkıştırmada

? En düşük erime ve kaynama noktasına sahip olduğunda bazı uygulamalarda

? Zeplin ve balon gibi hava taşıtlarını şişirmede

? Nükleer reaktörlerin soğutulmasında

? Germanyum ve silisyum kristallerinin yapımında

? Titanyum ve zirkonyum eldesinde

? Makro ölçüde bile atomik özellik gösterdiğinde kuantum sıvısı olarak adlandırılan sıvı helyum manyetik rezonas görüntülemede (MRI) ve kanser teşhisi için MRE de

? Gaz kromotografisi cihazında inert taşıyıcı gaz olarak

? Yarıiletken metalleri koruyucu gaz olarak kullanılmaktadır

Reaksiyonları

Asal bir gaz olan helyum elektronik yapısı nedeniyle tamamen kararlıdır İyonlaşma potansiyeli çok yüksektir Diğer elementlerle bileşik oluşturma kapasitesine sahip değildir

Sembol: Ne

Atom numarası: 10

Atom ağırlığı: 2001797 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi

Neon 1898 yılında William Ramsay ve Morris Travers tarafından keşfedilmiştir

Neon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır Sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu soncunda saf olarak elde edilir

Fiziksel Özellikleri

Yoğunluğu: 00008999 g/ml

Erime noktası: -24859°C ( 2456K)

Kaynama noktası ?24808°C (2707K)

Molar hacmi: 1323 ml/mol

Özgül ısı: 0103 J/gK

Isı iletkenliği: 0000491 W/cmK

Buharlaşma Entalpisi: 175 kJ mol-1

Neon

Kimyasal Özellikler

Elektronik konfügürasyonu: [He]2s22p6

Kabuk yapısı: 28

Elektronegatiflik: 450 (Sanderson elektronegatifligine göre)

Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 38 pm)

İyonlaşma enerjisi

I İyonlaşma Enerjisi 20807 kJ mol-1

II İyonlaşma Enerjisi 39523 kJ mol-1

III İyonlaşma Enerjisi 6122 kJmol-1

IV İyonlaşma Enerjisi 9371 kJmol-1

V İyonlaşma Enerjisi 12177 kJmol-1

VI İyonlaşma Enerjisi 15238 kJmol-1

VII İyonlaşma Enerjisi 19999 kJmol-1

VIII İyonlaşma Enerjisi 230695 kJmol-1

IX İyonlaşma Enerjisi 1153795 kJmol-1

X İyonlaşma Enerjisi 131432 kJmol-1

Oksidasyon sayısı: 0

İzotopları

İzotop Yarılanma Süresi

18Ne 167 saniye

19Ne 1722 saniye

20Ne 21Ne 22Ne Kararlı

23Ne 372 saniye

24Ne 338 dakika

25Ne 061 saniye

Kullanım Alanı

? Dalga metre tüplerinde

? Televizyon tüplerinde

? Renkli reklam aydınlatmalarında

? Yüksek voltaj göstergelerinde

? Paratonerlerde

Helyum ile birlikte gaz lazerlerin yapımında kullanılmaktadır

Reaksiyonları

Asal bir gaz olan neon elektronik yapısı nedeniyle tamamen kararlıdır İyonlaşma potansiyeli çok yüksektir Diğer elementlerle bileşik oluşturma kapasitesine sahip değildir

Sembol: Ar

Atom numarası: 18

Atom ağırlığı: 39948 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Kokusuz gaz

p-blok elementi

1785 yılında havada argon olduğu ilk defa Henry Cavendish tarafından iddia edilmiş ve 1894 yılında Lord Rayleigh ve William Ramsay tarafından keşfedilmiş İnert bir elementir Gaz ve sıvı formda bulunabilir Havada bulunur ve saf olarak havadan ayrıştırılması ile elde edilir

Fiziksel Özellikleri

Yoğunluğu: 0001784 g/ml

Erime noktası: -1893 °C (838 K)

Kaynama noktası: -1858°C (873K)

Molar hacmi: 285ml/mol

Elektrik iletkenliği(298K): 377x107 Ohm-1m-1

Isı iletkenliği(300K): 00001772 W/cmK

Özgül ısı: 0520 J/gK

Kimyasal Özellikler

Elektronik konfigürasyonu: [Ne]3s23p6

Kabuk yapısı: 288

Elektronegatiflik: 331(Sanderson birimine göre)

Atomik Yarıçapı: 188 pm

İyonlaşma enerjisi:

I İyonlaşma Enerjisi 15206 kJ/mol

II İyonlaşma Enerjisi 26658 kJ/mol

III İyonlaşma Enerjisi 3931 kJ/mol

IV İyonlaşma Enerjisi 5771 kJ/mol

V İyonlaşma Enerjisi 7238 kJ/mol

VI İyonlaşma Enerjisi 8781 kJ/mol

VII İyonlaşma Enerjisi 11995 kJ/mol

VII İyonlaşma Enerjisi 13842 kJ/mol

Oksidasyon sayısı: 0

İzotopları:

İsotop Yarılanma süresi

36Ar Kararlı

38Ar Kararlı

39Ar 269 yıl

40Ar Kararlı

42Ar 329 yıl

Kullanım Alanı

Ampüllerin floresans ışıkların fotoğraf tüplerinin içerisinde

Titanyum ve diğer reaktif elementlerin üretiminde

İnert gaz olarak bir çok endüstride kullanılmaktadır

Reaksiyonları

Argon?un bilinen bir reaksiyonu yoktur

Sembol: Kr

Atom numarası: 36

Atom ağırlığı: 83798 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi

1898 yılında Sir William Ramsay ve Morris W Travers tarafında keşfedilmiştir

Kripton atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır Kripton sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir

Fiziksel Özellikleri

Yoğunluğu: 0003708 g/ml

Erime noktası: ?15736°C ( 11579K)

Kaynama noktası ?15322°C (11993K)

Molar hacmi: 2799 ml/mol

Özgül ısı: 0248 J/gK

Isı iletkenliği: 00000949 W cm-1 K-1

Buharlaşma Entalpisi: 9029 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler

Elektronik konfigürasyonu: [Ar]3d104s24p6

Kabuk yapısı: 28188

Elektronegatiflik: 300 (Pauling elektronegatifliğine göre)

291 (Sanderson elektronegatifligine göre)

Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 88 pm)

İyonlaşma enerjisi

I İyonlaşma Enerjisi 1350 kJ mol-1

II İyonlaşma Enerjisi 23504 kJ mol-1

III İyonlaşma Enerjisi 3565kJmol-1

IV İyonlaşma Enerjisi 5070 kJmol-1

V İyonlaşma Enerjisi 6240 kJmol-1

VI İyonlaşma Enerjisi 7570 kJmol-1

VII İyonlaşma Enerjisi 10710 kJmol-1

VIII İyonlaşma Enerjisi 12138 kJmol-1

IX İyonlaşma Enerjisi 22274 kJmol-1

X İyonlaşma Enerjisi 25880 kJmol-1

XI İyonlaşma Enerjisi 29700 kJ mol-1

XII İyonlaşma Enerjisi 33800 kJ mol-1

XIII İyonlaşma Enerjisi 37700kJmol-1

XIV İyonlaşma Enerjisi 43100kJmol-1

XV İyonlaşma Enerjisi 47500 kJmol-1

XVI İyonlaşma Enerjisi 52200 kJmol-1

XVII İyonlaşma Enerjisi 57100 kJmol-1

XVIII İyonlaşma Enerjisi 61800 kJmol-1

XIX İyonlaşma Enerjisi 75800 kJmol-1

XX İyonlaşma Enerjisi 80400 kJmol-1

XXI İyonlaşma Enerjisi 85300 kJmol-1

Oksidasyon sayısı: 0

İzotopları :

İzotop Yarılanma Süresi

74Kr 115 dakika

75Kr 143 dakika

76Kr 148 saat

77Kr 124 saat

78Kr Kararlı

79Kr 1455 gün

80Kr Kararlı

81Kr 210000 yıl

82Kr Kararlı

83Kr Kararlı

84Kr Kararlı

85Kr 10756 yıl

86Kr Kararlı

Kullanım Alanı

? Floresan ampullerde ve dalga boyu standardı olarak morötesi (UV) lazerlerde

? Fotoğrafçılıkta çok seri patlayan flaşlarda

? Kripton 85 izotopu çeşitli katıların bünyesine yerleştirilerek kimyasal analizlerde kullanı

Reaksiyonları

Asal bir gaz olan kripton flor ile -196°C de kripton(II) florür bileşiğini oluşturur

Kr(k) + F2(k) à KrF2(k)

Diğer elementleri ile bileşik oluşturmaz

Sembol: Xe

Atom numarası: 54

Atom ağırlığı: 131293 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi

1898 yılında Sir William Ramsay ve Morris W Travers tarafında keşfedilmiştir

Ksenon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır Ksenon sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir

Fiziksel Özellikleri

Yoğunluğu: 000588 g/mL

Erime noktası: ?1117°C ( 1614K)

Kaynama noktası ?108°C (1651K)

Molar hacmi: 3592 ml/mol

Özgül ısı: 0158 J/gK

Isı iletkenliği: 00000569W cm-1 K-1

Buharlaşma Entalpisi: 1264 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler

Elektronik konfigürasyonu: [Kr]4d105s25p6

Kabuk yapısı: 2818188

Elektronegatiflik: 26 (Pauling elektronegatifliğine göre)

234 (Sanderson elektronegatifliğine göre)

Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 108 pm)

İyonlaşma enerjisi

I İyonlaşma Enerjisi 11704 kJ mol-1

II İyonlaşma Enerjisi 20464 kJ mol-1

III İyonlaşma Enerjisi 30994 kJmol-1

Oksidasyon sayısı: 0

İzotopları

İzotop Yarılanma Süresi

122Xe 201 saat

123Xe 2 saat

124Xe Kararlı

125Xe 171 saat

126Xe Kararlı

127Xe 364 gün

128Xe 129Xe 130Xe 131Xe 132Xe Kararlı

133Xe 5243 gün

134Xe Kararlı

135Xe 910 saat

136Xe 236x1021 yıl

İndirgenme Potansiyeli:

Kullanım Alanları

? Xe 133 izotopu bir çok uygulama alanında

? Elektron tüplerinde stroboskopik lambaların bakteri öldürücü lambaların yapımında

? Yüksek molekül ağırlığına sahip olması nedeniyle bir çok uygulamada kullanılmaktadır

Reaksiyonları

Asal bir gaz olan ksenon sadece flor ile 6 atm basınçta nikel bir reaktör içerisinde reaksiyon verir

Xe(k) + 2F2(g) à XeF4(k)

Xe(k) + F2(g) à XeF2(k)

Xe(k) + 3F2(g) à XeF6(k)

Sembol: Rn

Atom numarası: 86

Atom ağırlığı: 222 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi

Radon ilk olarak 1900 yılında Friedrich Ernst Dorn tarafından keşfedildi

Radon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır Radon sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir

226Ra izotopunun bozunması sonucunda da elde edilir

226Ra à 222Rn + 4He

Fiziksel Özellikleri

Yoğunluğu: 000973 g/mL

Erime noktası: ?71°C ( 202K)

Kaynama noktası ?617°C ( 2113K)

Molar hacmi: 5050 ml/mol

Özgül ısı: 0094 J/gK

Isı iletkenliği: 00000364 W cm-1 K-1

Buharlaşma Entalpisi: 1640 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler

Elektronik konfigürasyonu: [Xe]4f145d106s26p6

Kabuk yapısı: 281832188

Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 120 pm)

İyonlaşma enerjisi

I İyonlaşma Enerjisi 1037 kJ mol-1

Oksidasyon sayısı: 0

İzotopları

İzotop Yarılanma Süresi

211Rn 146 saat

212Rn 24 dakika

213Rn 0025 saniye

214Rn 0000027 saniye

215Rn 00000023 saniye

216Rn 0000045 saniye

217Rn 00006 saniye

218Rn 0035 saniye

219Rn 396 saniye

220Rn 556 saniye

221Rn 25 dakika

222Rn 38235 gün

Kullanım Alanları

? Deprem tahminlerinde

? Hastanelerde radyasyon uygulamalarında

? Bazı kanser türlerine karşı uygulanmaktadır

Reaksiyonları

Asal bir gaz olan radon sadece flor ile radon (II) florür bileşiği oluşturur Fakat bu bileşiğin karakteri bilinememektedir