Соединения благородных газов - одна из интереснейших тем в органической и неорганической химии, открытие свойств их соединений перевернуло с ног на голову представление всех ученых 20 века, потому что в то время существование таких веществ считалось невозможным, а сейчас это воспринимается как нечто нормальное, то, чему уже найдено объяснение.
Ксенон - благородный газ, которому проще всех образовывать связи с другими химическими веществами. Человечество обуздало его соединения, и они применяются в нашей жизни уже сейчас.
Инертные газы - неметаллы, находящиеся в VIII-a группе. Они были открыты в конце 19 века и считались лишними в Периодической системе, однако благородные газы заняли свое место в ней.
Из-за заполненного последнего энергетического уровня долгое время считалось, что эти вещества не могут образовывать связи, т.к. и после открытия их молекулярных соединений многие ученые были в шоке и не могли этому поверить, потому что это не поддавалось законам химии, существовавшим в то время.
Неудачные попытки образования соединений благородных газов неблагоприятно сказывались на энтузиазме ученых, однако это не помешало развиваться данной отрасли.
Представленная работа может вызвать интерес широкой публики к указанной теме.
Вложение | Размер |
---|---|
Соединения инертных газов | 106.6 КБ |
Презентация "Благородные газы" | 2.73 МБ |
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Средняя школа № 5 с углубленным изучением химии и биологии»
Учебная исследовательская работа в рамках
V Менделеевских чтений
Тема: Соединения благородных газов
Выполнил: Царегородцев
Александр, ученик 9в класса
Руководитель: Григорьева
Наталья Геннадьевна, учитель химии
Старая Русса
2017
Содержание
Введение
Применение и потенциал | 3 5 7 8 |
Заключение | 9 |
Список литературы | 10 |
|
Введение
Инертные газы - неметаллы, находящиеся в VIII-a группе. Они были открыты в конце 19 века и считались лишними в Периодической системе, однако благородные газы заняли свое место в ней.
Из-за заполненного последнего энергетического уровня долгое время считалось, что эти вещества не могут образовывать связи, т.к. и после открытия их молекулярных соединений многие ученые были в шоке и не могли этому поверить, потому что это не поддавалось законам химии, существовавшим в то время.
Неудачные попытки образования соединений благородных газов неблагоприятно сказывались на энтузиазме ученых, однако это не помешало развиваться данной отрасли.
Я попытаюсь вызвать интерес у присутствующих в аудитории, перед которыми я представляю свою работу.
Цель моей работы: изучить историю создания и свойства неорганических соединений ксенона.
Задачи:
1. Ознакомиться с историей получения соединений благородных газов
2. Ознакомиться со свойствами фтористых и кислородных соединений
3. Донести результаты моей работы до учеников
Историческая справка
Ксенон был открыт в 1898 году, и сразу же через несколько лет были получены его гидраты, а также ксенона и криптона, которые все назывались клатратами.
В 1916 году Кессель, основываясь на значениях степеней ионизации инертных газов, предсказал образование их прямых химических соединений.
Большинство ученых 1 четверти 20 века считали, что благородные газы находятся в нулевой группе Периодической системы и имеют валентность 0, но в 1924 году А. фон Антропов вопреки мнениям остальных химиков отнес данные элементы к восьмой группе, из чего следовало, что высшая валентность в их соединениях - 8. Также он предсказал то, что они должны образовывать связи с галогенами, то есть неметаллами VII-a группы.
В 1933 году Полинг предсказал формулы возможные соединений криптона и ксенона: устойчивые гексафторид криптона и ксенона (KrF6 и XeF6), неустойчивый октафторид ксенона (XeF8) и кислоту ксенона (H4XeO6). В этом же году Г.Оддо попытался синтезировать ксенон и фтор путем пропускания электрического тока, но не смог отчистить получившееся вещество от продуктов коррозии сосуда, в котором проводилась эта реакция. С этого момента у ученых пропал интерес к данной теме, и вплоть до 60-х годов этим почти никто не занимался.
Прямым доказательством того, что соединения благородных газов возможны, стало синтезирование британским ученым Нилом Бартлеттом гексафторплатината диоксигенила (O2[PtF6]). Гексафторид платины обладает окислительной способностью вдове большей, чем у фтора. 23 марта 1962 года Нил Бартлетт провел синтез ксенона и гексафторида платины, и он получил то, что желал: первое существующее соединение благородных газов - твердое вещество желтого цвета Xe[PtF6]. После этого все силы ученых того времени были брошены на создание фтористых соединений ксенона.
Фтористые соединения ксенона и их свойства
Первым молекулярным соединением являлся гексафторидплатинат ксенона с формулой XePtF6. Это твердое вещество, снаружи желтого цвета, а внутри кирпично-красного; при нагревании 115°С становится стеклообразным на вид, при нагревании в 165°С начинает разлагаться с выделением XeF4.
Далее Бартлетт синтезировал фтoрид ксенона (II) XeF2 в никелевой реакционной камере под действием ультрафиолета:
Также его можно получить при взаимодействии ксенона и пероксида фтора:
И также при взаимодействии ксенона и фторида кислорода под высокой температурой и давлением:
XeF2 это бесцветные кристаллы, растворимые в воде. В растворе он проявляет очень сильные окислительные свойства, однако они не превышают способности фтора. Самое прочное соединение.
1.При взаимодействии со щелочами ксенон восстанавливается:
2.Можно восстановить ксенон из этого фторида при взаимодействии с водородом:
3.При возгонке дифторида ксенона получается тетрафторид ксенона и сам ксенон:
Фторид ксенона (IV) XeF4 был получен также, как как и дифторид, но при температуре в 400°C:
XeF4 – это кристаллы белого цвета, является сильным окислителем. О свойствах этого вещества можно сказать следующее.
1. Является сильным фторирующим агентом, то есть при взаимодействии с другими веществами способен передавать им молекулы фтора:
2.При взаимодействии с водой тетрафторид ксенона образует оксид ксенона (III):
3.Восстанавливается до ксенона при взаимодействии с водородом:
Фторид ксенона (VI) XeF6 образуется при еще большей температуре и при повышенном давлении:
XeF6 это бледно-зеленоватые кристаллы, также имеющие сильные окислительные свойства.
1. Как и фторид ксенона (IV) является фторирующим агентом:
2. При гидролизе образует ксеноновую кислоту
Кислородные соединения ксенона и их свойства
Оксид ксенона (III) XeO3 - это белое, нелетучее, взрывчатое вещество, хорошо растворимое в воде. Оно получается при гидролизе фторида ксенона (IV):
1.При действии озона на щелочной раствор образует соль ксеноновой кислоты, в которой ксенон имеет степень окисления +8:
2.При взаимодействии соли ксенона с концентрированной серной кислотой образуется оксид ксенона (IV):
ХеО4 - при температуре ниже -36°С кристаллы желтого цвета, при температуре выше - бесцветный взрывоопасный газ, разлагающийся при температуре 0°С:
В итоге у нас выходит, что фториды ксенона - это белые либо бесцветные кристаллы, растворяющиеся в воде, обладающие сильными окислительными свойствами и химической активностью, а оксиды легко высвобождают тепловую энергию и следствием этого является их взрывоопасность.
Применение и потенциал
Из-за своих свойств соединения ксенона могут быть использованы:
Заключение
Соединения благородных газов - одна из интереснейших тем в органической и неорганической химии, открытие свойств их соединений перевернуло с ног на голову представление всех ученых 20 века, потому что в то время существование таких веществ считалось невозможным, а сейчас это воспринимается как нечто нормальное, то, чему уже найдено объяснение.
Ксенон - благородный газ, которому проще всех образовывать связи с другими химическими веществами. Человечество обуздало его соединения, и они применяются в нашей жизни уже сейчас.
Я считаю, что полностью достиг цели своего исследования: как можно точнее раскрыл тему, содержание работы полностью соответствует его теме, изучена история создания и свойств неорганических соединений ксенона.
Список литературы
1. Кузьменко Н.Е «Краткий курс химии. Пособие для поступающих в вузы» //Издательство Высшая школа, 2002, стр. 267
2. Пушлёнков М.Ф «Соединения благородных газов»//Атомиздат, 1965
3. Фримантл М. «Химия в действии» Часть 2//издательство Мир, 1998, стр. 290-291
4. Интернет ресурсы
http://him.1september.ru/article.php?ID=200701901
http://rudocs.exdat.com/docs/index-160337.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/Фторид_ксенона(II)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Фторид_ксенона(IV)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Фторид_ксенона(VI)
http://edu.sernam.ru/book_act_chem2.php?id=96
http://chemistry.ru/course/content/chapter8/section/paragraph2/subparagraph7.html#.WLMQ5FPyjGg
Слайд 1
Фтористые и кислородные соединения благородных газов. Соединения ксенона Выполнил: Царегородцев Александр, ученик 9 в класса МАОУ СОШ№5 Руководитель: Григорьева Наталья Геннадьевна, учитель химииСлайд 2
Введение Инертные газы - неметаллы, находящиеся в VIII - a группе. Они были открыты в конце 19 века и считались лишними в Периодической системе, однако благородные газы заняли свое место в ней. Из-за заполненного последнего энергетического уровня долгое время считалось, что эти вещества не могут образовывать связи, и после открытия их молекулярных соединений многие ученые были в шоке и не могли этому поверить, потому что это не поддавалось законам химии, существовавшим в то время. Неудачные попытки образования соединений благородных газов неблагоприятно сказывались на энтузиазме ученых, однако это не помешало развиваться данной отрасли. Я попытаюсь вызвать интерес у присутствующих в аудитории, перед которыми я представляю свою работу.
Слайд 3
Цели и задачи Цель работы : изучить историю создания и свойства неорганических соединений ксенона. Задачи : 1. Ознакомиться с историей получения соединения благородных газов 2. Понять, почему образования данных соединений возможны 3. Ознакомиться со свойствами фтористых и кислородных соединений 4. Донести результаты моей работы до сверстников
Слайд 4
История создания Все попытки получения этих соединений были безуспешными, ученые лишь могли предполагать, как будут выглядеть их формулы и примерные свойства. Самым продуктивным химиком в этой области являлся Нил Бартлетт. Его главная заслуга – получение гексафторплатината ксенона Xe [ PtF 6 ].
Слайд 5
Фториды ксенона Фторид ксенона ( II) Фторид ксенона ( IV) Фторид ксенона ( VI)
Слайд 6
Оксиды ксенона Оксид ксенона ( VI) Оксид ксенона ( VIII) ВЗРЫВООПАСНО!!!
Слайд 7
Применение соединений ксенона Для производства ракетного топлива Для создания лекарств и медицинского оборудования Для производства взрывчатки Как способ перевозки фтора Как окислители в органической и неорганической химии
Слайд 8
Заключение Соединения благородных газов - одна из интереснейших тем в органической и неорганической химии, открытие свойств их соединений перевернуло с ног на голову представление всех ученых 20 века, потому что в то время существование таких веществ считалось невозможным, а сейчас это воспринимается как нечто нормальное, то, чему уже найдено объяснение.
Слайд 9
Спасибо за внимание!
Прекрасная химия
Акварельный мастер-класс "Прощание с детством"
Кто грамотней?
Заяц-хваста
Разноцветное дерево