不活性ガス：特性と例 - 化学 - 2025

不活性ガスも希又は希ガスとして知られているが、かなりの反応性を持たないものです。「不活性」という言葉は、これらのガスの原子がかなりの数の化合物を形成することができず、ヘリウムのようなそれらのいくつかがまったく反応しないことを意味します。

したがって、不活性ガス原子で占められた空間では、これらは、それらがさらされる圧力または温度条件に関係なく、非常に特定の原子と反応します。周期表では、それらは希ガスのグループと呼ばれるVIIIAまたは18グループを構成しています。

出典：ウィキメディア・コモンズ経由、化学元素の高解像度画像（http://images-of-elements.com/xenon.php）

上の画像は、電流によって励起されたキセノンで満たされた電球に対応しています。希ガスのそれぞれは、電気の入射を通じて独自の色で輝くことができます。

不活性ガスは、比率は異なりますが、大気中に見られます。たとえば、アルゴンの濃度は空気の0.93％、ネオンは0.0015％です。他の不活性ガスは、太陽から放出されて地球に到達するか、岩の多い基盤で生成され、放射性物質として発見されます。

不活性ガスの特性

不活性ガスは、原子セルによって異なります。ただし、すべての原子の電子構造によって定義される一連の特性があります。

バレンシアレイヤー

周期表の任意の期間を左から右に移動すると、電子は電子殻nで利用可能な軌道を占有します。s軌道が満たされると、d（第4周期から）、次にp軌道が続きます。

pブロックは、電子構成nsnpを持ち、価電子オクテットns ² np ⁶と呼ばれる最大8個の電子を生成することを特徴としています。この完全に満たされた層を表す元素は周期表の右端にあります。18族の元素は希ガスの元素です。

したがって、すべての不活性ガスは、ns ² np ⁶構成の完全な原子価殻を持っています。このようにして、不活性ガスのそれぞれのｎの数を変えることが得られる。

この特性の唯一の例外はヘリウムです。そのヘリウムはn = 1であるため、そのエネルギーレベルのp軌道がありません。したがって、ヘリウムの電子配置は1s ^2であり、価数オクテットは1つではなく、2つの電子があります。

彼らはロンドンの軍隊によって相互作用します

希ガス原子は、反応する傾向がほとんどない孤立した球として視覚化できます。それらの原子価殻を満たしておくことにより、電子を受け入れて結合を形成する必要がなく、均一な電子分布も得られます。したがって、それらは結合を形成したり、それらの間に結合を形成したりしません（酸素、O ₂、O = O とは異なります）。

原子であるため、双極子間相互作用によって相互作用することはできません。したがって、2つの不活性ガス原子を瞬間的に一緒に保持できる唯一の力は、ロンドンまたは散乱力です。

これは、均一な電子分布を持つ球体であっても、それらの電子が非常に短い瞬間双極子を発生させる可能性があるためです。隣接する不活性ガス原子を分極させるのに十分です。したがって、2つのB原子は互いに引き付け合い、非常に短い間、BBペアを形成します（BB結合ではありません）。

非常に低い融点と沸点

それらの原子を一緒に保持する弱いロンドン力の結果として、彼らは無色のガスとして現れるためにかろうじて相互作用することができます。液相に凝縮するために、それらは非常に低い温度を必要とし、したがって、それらの原子を「減速」させ、BBB····相互作用がより長く続きます。

これは、圧力を上げることでも実現できます。これを行うことで、原子が高速で互いに衝突し、非常に興味深い特性を持つ液体に強制的に凝縮します。

圧力が非常に高く（大気圧の数十倍）、温度が非常に低い場合、希ガスは固相に移動することさえできます。したがって、不活性ガスは物質の3つの主要な相（固液ガス）で存在できます。しかし、これに必要な条件は、面倒な技術と方法を必要とします。

イオン化エネルギー

希ガスは非常に高いイオン化エネルギーを持っています。周期表のすべての元素の最高。どうして？その最初の特徴のために：完全な原子価層。

価数オクテットns ² np ⁶を持ち、p軌道から電子を取り除き、電子配置ns ² np ^5の B ⁺イオンになるには、多くのエネルギーが必要です。そのため、これらのガスの最初のイオン化エネルギーI ¹は、1000 kJ / molを超える値になります。

強いリンク

すべての不活性ガスが周期表のグループ18に属するわけではありません。それらのいくつかは、簡単に壊れることができないほど強力で安定した十分な結合を単に形成します。このタイプの不活性ガスは2つの分子で構成されています。窒素の分子N ₂と二酸化炭素の二酸化炭素CO ₂です。

窒素は、非常に強い三重結合N≡Nを持っているという特徴があり、極端なエネルギーの条件がなければ壊れません。たとえば、雷によって引き起こされたもの。CO _2には2つの二重結合がありますが、O = C = Oであり、過剰な酸素とのすべての燃焼反応の結果です。

不活性ガスの例

ヘリウム

彼の文字で指定され、それは水素に次いで宇宙で最も豊富な要素です。それは星と太陽の約5分の1の質量を形成します。

地球上では、米国と東ヨーロッパにある天然ガス貯留層に見られます。

ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン

グループ18の残りの希ガスは、Ne、Ar、Kr、Xe、Rnです。

それらのすべての中で、アルゴンは地球の地殻で最も豊富です（私たちが呼吸する空気の0.93％はアルゴンです）、ラドンははるかにまれであり、ウランとトリウムの放射性崩壊の産物です。したがって、これらの放射性元素が含まれているさまざまな地形で、たとえ地下深くで発見されたとしても、発見されます。

これらの元素は不活性であるため、環境から酸素や水を排除するのに非常に役立ちます。それらが最終製品を変更する特定の反応に介入しないことを保証するため。アルゴンはこの目的のために多くの用途を見つけます。

また、光源（ネオン、車両用ランタン、ランプ、レーザーなど）としても使用されます。

参考文献

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