Soygaz

Grup 18’deki elementler soy gazlardır (helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon). Valans kabukları doldurduklarından reaktif olmadıkları varsayıldığı için “soy” adını kazandılar. 1962’de British Columbia Üniversitesi’nden Dr. Neil Bartlett bu varsayımın yanlış olduğunu kanıtladı.

Bu elementler atmosferde küçük miktarlarda bulunur. Bazı doğal gaz kütlece %1–2 helyum içerir. Helyum, yoğunlaştırılabilir bileşenlerin sıvılaştırılmasıyla doğal gazdan izole edilir, sadece bir gaz olarak adlandırılır. Radon diğer radyoaktif elementlerden gelir. Daha yakın zamanlarda, bu radyoaktif gazın topraklarda ve minerallerde çok az miktarda bulunduğu gözlenmiştir. Bununla birlikte, iyi yalıtılmış, sıkıca kapatılmış binalarda birikmesi, başta akciğer kanseri olmak üzere bir sağlık tehlikesi oluşturmaktadır.

Soy gazların kaynama noktaları ve erime noktaları, benzer atomik veya moleküler kütleli diğer maddelere göre oldukça düşüktür. Bunun nedeni, yalnızca zayıf Londra dağılım kuvvetlerinin mevcut olmasıdır ve bu kuvvetlerin atomları ancak moleküler hareket çok düşük olduğunda bir arada tutabilmesidir, çünkü bu çok düşük bir sıcaklıktır.

Valans kabuğunun dolu s ve p orbitalleri soy gazlara stabilite ekler. Bu elementler, bir elektronun çıkarılmasının zor olduğunu gösteren en büyük ilk iyonlaşma enerjisine sahiptir. Grupta aşağı inerken atom yarıçapı artar ve iyonlaşma enerjisi azalır. Bu elementlerin pozitif elektron afinite değerleri, elektron kazanma olasılıklarının da düşük olduğunu ortaya koymaktadır. Tablo 1 soy gazların özelliklerini özetlemektedir.

Tablo 1: Soy Gazların Özellikleri.

Argon, düşük ısı iletkenliği ve kimyasal inertliği ile, tungsten filamentin buharlaşmasını engellemek ve ampulün ömrünü uzatmak için gazla doldurulmuş elektrikli ampullerin imalatında nitrojene tercih edilmektedir. Floresan tüpler genellikle bir argon ve cıva buharı karışımı içerir. Argon, kuru havada en bol bulunan üçüncü gazdır.

Helyum, yanmadığı için balonları doldurmak ve havadan hafif olan gemileri doldurmak için kullanılır, bu da onu hidrojenden daha güvenli hale getirir. Sıvı helyum (kaynama noktası, 4,2 K), kriyojenik araştırma için gerekli düşük sıcaklıklara ulaşmak için önemli bir soğutucudur ve güçlü mıknatıslarda ve diğer cihazlarda kullanılan geleneksel süper iletken malzemelerde süper iletkenlik üretmek için gereken düşük sıcaklıklara ulaşmak için gereklidir.

Neon, neon lambaların ve işaretlerin bir bileşenidir. Neon içeren bir tüpten düşük basınçta elektrik kıvılcımı geçirmek, neonların tanıdık kırmızı parıltısını üretir. Argon veya cıva buharını neon ile karıştırarak veya özel renkte cam tüpler kullanarak ışığın rengini değiştirmek mümkündür.

Kripton-ksenon flaş tüpleri, yüksek hızlı fotoğraflar çekmek için kullanılır. Böyle bir tüpten elektrik boşalması, saniyenin yalnızca 1/50.000’i süren çok yoğun bir ışık verir. Kripton, oda sıcaklığında termal olarak kararsız olan bir diflorür oluşturur..

Kararlı ksenon bileşikleri, ksenon flor ile reaksiyona girdiğinde oluşur. Ksenon diflorür, XeF₂, fazla ksenon gazı flor gazı ile ısıtıldıktan ve ardından soğutulduktan sonra oluşur. Materyal, kuru bir atmosferde oda sıcaklığında stabil olan renksiz kristaller oluşturur. Ksenon tetraflorür, XeF₄, ve ksenon heksaflorür, XeF₆, sırasıyla stokiyometrik miktarda flor ve fazla flor ile benzer bir şekilde hazırlanır. Oksijenli bileşikler, ksenon florürlerdeki flor atomlarının oksijen ile değiştirilmesiyle hazırlanır.

XeF₆ suyla reaksiyona girdiğinde, bir XeO₃ çözeltisi oluşur ve ksenon +6 oksidasyon durumunda kalır. Kuru, katı ksenon trioksit, XeO₃, son derece patlayıcıdır — kendiliğinden patlayabilir.

Kararsız argon bileşikleri düşük sıcaklıklarda oluşur, ancak kararlı helyum ve neon bileşikleri bilinmemektedir.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 18.2: Occurrence, Preparation, and the Properties of Noble Gases.