Przeczytaj

bg‑magenta

Helowce

Wszystkie pierwiastki z grupy helowców są bezbarwnymi gazami. Występują w atmosferze w postaci jednoatomowej. Pod względem procentów objętościowych, argon jest trzecim po tlenie i azocie, składnikiem powietrza.

Średni skład suchego powietrza.

Składnik	Zawartość		Temperatura wrzenia $[K]$
Składnik	% objętościowy	% masowy	Temperatura wrzenia $[K]$
azot	$78,09$	$75,51$	$77,3$
tlen	$20,95$	$23,15$	$90,1$
argon	$0,93$	$1,28$	$87,2$
neon	$0,0018$	$0,0013$	$27,2$
krypton	$0,0001$	$0,0003$	$121,0$
ksenon	$0,0000087$	$0,00004$	$165,0$
hel	$0,00052$	$0,00007$	$4,2$
wodór	$0,00005$	$0,000003$	$20,3$
tlenek węgla( $IV$ )	$0,03$	$0,05$	-

Indeks dolny Źródło: Sołoniewicz R., Pierwiastki chemiczne grup głównych, Warszawa 1989, s. 57. Indeks dolny koniec

bg‑magenta

Jakie pierwiastki należą do helowców?

RlBNsOfPpMDp81

Na ilustracji jest układ okresowy pierwiastków. Zawiera on wszystkie znane pierwiastki chemiczne, które są ułożone według rosnącej liczby atomowej. Liczba atomowa informuje zarówno o ilości protonów wchodzących w skład danego jądra, jak i liczbie elektronów w atomie niezjonizowanym, która ma decydujący wpływ na właściwości chemiczne atomu. Ułożenie pierwiastków w układzie okresowym wynika z ich budowy wewnętrznej - z liczby powłok elektronowych danego atomu oraz liczby elektronów znajdujących się na ostatniej, zewnętrznej powłoce. Pierwiastki znajdujące się w tych samych wierszach (okresach) układu okresowego posiadają tę samą liczbę powłok elektronowych, więc są one opisane tą samą główną liczbą kwantową. Kolumny układu, czyli grupy, zawierają z reguły pierwiastki posiadające tę samą liczbę elektronów w zewnętrznej powłoce. W układzie kolorem fioletowym została wyszczególniona ostatnia, osiemnasta grupa zawierająca helowce. Są to koljeno, idąc w dół grupy, hel He (liczba atomowa dwa, masa atomowa 4,00), neon Ne (liczba atomowa 10, masa atomowa 20,18), argon Ar (liczba atomowa 18, masa atomowa 39,95), krypton Kr (liczba atomowa 36, masa atomowa 83,80), ksenon Xe (liczba atomowa 54, masa atomowa 131,29), radon Rn (liczba atomowa 86, masa atomowa 222,02) oraz oganeson Og (liczba atomowa 118, masa atomowa 294,21). — Gazy szlachetne znajdują się w 18. grupie układu okresowego pierwiastków.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Jakie jest pochodzenie nazw gazów szlachetnychgazy szlachetnegazów szlachetnych?

Określenia helowców pochodzą z języka greckiego. Analizując je, dowiemy się, że:

argon został odkryty jako pierwszy i ze względu na bierność chemiczną otrzymał z jęz. grec. nazwę argos, co oznacza „nieczynny”;
hel wykryto najpierw na Słońcu, a dopiero później na Ziemi – greckie helios oznacza właśnie „słońce”.

Z kolei nazwy pozostałych helowców pochodzą od:

neon – grec. neos,, czyli „nowy”;
krypton – grec. kryptos, czyli „ukryty”;
ksenon – grec. ksenos, czyli „obcy”.

R1SIQYzqXVrqm

Zdjęcie przedstawia jarzeniówki z gazami szlachetnymi, święcącymi na następujące kolory: hel jasnofioletowy, neon czerwony, argon ciemnofioletowy, krypton biało‑niebieski, ksenon biało‑fioletowo‑niebieski. — Pod wpływem wyładowań jarzeniowych (wyładowań elektrycznych) gazy szlachetne emitują światło widzialne o różnych barwach. Zjawisko to wykorzystano w lampach neonowych.
Źródło: Alchemist-hp, dostępny w internecie: wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 2.0.

Ćwiczenie 1

Przeanalizuj powyższą tabelę pod względem zawartości helowców w powietrzu. Którego z nich jest najwięcej, a którego najmniej?

RyvNpAqqF34rs

Źródłem helowców jest powietrze. Uzyskuje się je ze skroplonego powietrza, ale tylko jeden z nich wyróżnia się pod względem jego zawartości w powietrzu – mowa tu o argonie, występującym w ilości $0,93 %$ objętościowych. Najmniej jest helu – $5,2 \cdot 10^{- 4} %$ objętościowych.

RfVbbiagbv5GL1

Ciekawostka

Radon jest bezbarwnym i bezwonnym gazem szlachetnym o radioaktywnych właściwościach. To pierwiastek, którego wszystkie izotopy są promieniotwórcze. Z jednej strony zwiększa on ryzyko zachorowania na raka płuc, z drugiej strony wykorzystuje się go w medycynie. Wody radonowe do picia, inhalacji i kąpieli są od dziesiątków lat używane w wielu uzdrowiskach na świecie. Podobne zabiegi organizuje się w naturalnych jaskiniach i sztolniach kopalni pouranowych. Takie zabiegi stosowane są przez krótki czas, a stężenie gazu jest pod stałą kontrolą specjalistów.

Słownik

gazy szlachetne

helowce, gazy występujące w postaci jednoatomowej; bierne chemicznie; dawniej uważano, że helowce nie tworzą żadnych związków chemicznych; pierwszymi otrzymanymi połączeniami helowców były klatraty (na przykład $Ar$ i $Kr$ z hydrochinonem) oraz hydraty; od $1962$ roku otrzymano wiele związków chemicznych cięższych helowców (głównie $Xe$ oraz $Kr$ i $Rn$ )

promieniotwórczość

samorzutna przemiana jąder atomowych niektórych pierwiastków, której towarzyszy emisja promieniowania jądrowego

stan wzbudzony

stan układu fizycznego o energii większej od energii stanu podstawowego; jest stanem nietrwałym; układ powraca bezpośrednio do stanu podstawowego lub przez stany wzbudzone o niższych energiach, emitując nadmiar energii (na przykład atom w stanie wzbudzonym emituje foton lub w szczególnych warunkach – elektron)

kwant energii

w mechanice kwantowej porcja energii, jaką może pochłonąć, lub jaką może przekazać układ w pojedynczym akcie oddziaływania z innym układem (na przykład atom, oddziałując z polem elektromagnetycznym, może pochłonąć lub wyemitować foton)

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna, Warszawa 2004, s. 958‑967.

Sawicka J., Janich‑Kilian A., Cejnert‑Mania W., Urbańczyk G., Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 209‑213.

Sołoniewicz R., Pierwiastki chemiczne grup głównych, Warszawa 1989, s. 77‑84.

Wprowadzenie

Grafika interaktywna

Helowce

Jakie pierwiastki należą do helowców?

Słownik

Bibliografia