18.12 Útbreiðsla, framleiðsla og eiginleikar eðalgasa

18.12 Útbreiðsla, framleiðsla og eiginleikar eðalgasa

Frumefnin í flokki 18 eru eðalgösin: helíum, neon, argon, krypton, xenon og radon. Þau fengu heitið „eðalgös“ vegna þess að talið var að þau væru hvarftreg, þar sem gildishvolf þeirra eru full. Árið 1962 sýndi dr. Neil Bartlett við University of British Columbia fram á að þessi ályktun var röng.

Þessi frumefni finnast í andrúmsloftinu í litlu magni. Sumt jarðgas inniheldur 1-2% helíum miðað við massa. Helíum er einangrað úr jarðgasi með því að gera þéttanlega efnisþætti að vökva, þannig að aðeins helíum verður eftir sem gas. Bandaríkin búa yfir stærstum hluta heimsbirgða þessa frumefnis til iðnaðarnota.

Suðumörk og bræðslumörk eðalgasa eru afar lág miðað við önnur efni með sambærilegan atóm- eða sameindamassa. Ástæðan er sú að aðeins veikir London-dreifingarkraftar verka milli atómanna og þeir geta aðeins haldið atómunum saman þegar sameindahreyfing er mjög lítil, eins og við mjög lágt hitastig.

Helíum er notað til að fylla blöðrur og loftför, þar sem það brennur ekki og er því öruggara en vetni. Helíum við háan þrýsting hefur ekki deyfandi áhrif eins og köfnunarefni. Þess vegna eru blöndur súrefnis og helíums mikilvægar fyrir kafara sem vinna undir miklum þrýstingi. Með helíum-súrefnisblöndu í stað köfnunarefnis-súrefnisblöndu minnkar hætta á köfunarveiki.

Fljótandi helíum (suðumark 4,2 K) er mikilvægur kælivökvi til að ná því lága hitastigi sem þarf í lághitarannsóknum og það er nauðsynlegt til að ná því hitastigi sem þarf til að framkalla ofurleiðni í hefðbundnum ofurleiðandi efnum sem notuð eru í öflugum seglum og öðrum tækjum. Þessi kæligeta nýtist meðal annars í segulómunartækjum.

Neon er notað í neonljós og skilti. Þegar rafneisti fer í gegnum rör sem inniheldur neon við lágan þrýsting myndast hinn kunnuglegi rauði bjarmi neons. Hægt er að breyta lit ljóssins með því að blanda argoni eða kvikasilfursgufu við neonið eða með því að nota glerör í sérstökum litum.

Argon var gagnlegt við framleiðslu gasfylltra ljósapera, þar sem minni varmaleiðni þess og efnafræðileg tregða gerðu það hentugra en köfnunarefni til að hindra uppgufun wolframþráðarins og lengja líftíma perunnar. Flúrljósarör innihalda oftast blöndu af argoni og kvikasilfursgufu. Argon er þriðja algengasta gastegundin í þurru lofti.

Krypton-xenon-leifturrör eru notuð til að taka háhraðaljósmyndir. Rafafhleðsla í gegnum slíkt rör gefur mjög skært ljós sem varir aðeins í 1/50.000 úr sekúndu. Krypton myndar tvíflúoríð, KrF₂, sem er varmafræðilega óstöðugt við stofuhita.

Stöðug efnasambönd xenons myndast þegar xenon hvarfast við flúor. Xenontvíflúoríð, XeF₂, myndast þegar umframmagn xenongass er hitað með flúorgasi og síðan kælt. Efnið myndar litlausa kristalla sem eru stöðugir við stofuhita í þurru andrúmslofti. Xenonfjórflúoríð, XeF₄, og xenonsexflúoríð, XeF₆, eru einnig stöðug við stofuhita.

Þegar XeF₆ hvarfast við vatn myndast lausn af XeO₃ og xenon helst í oxunarstiginu 6+:

Þurrt, fast xenonþríoxíð, XeO₃, er afar sprengifimt og getur sprungið af sjálfu sér. Bæði XeF₆ og XeO₃ gangast undir ósamhverfuhvarf í basískri lausn og mynda xenon, súrefni og sölt af perxenatjóninni, ${\mathrm{Xe}{\mathrm{O}}_6}^{4-}$ þar sem xenon nær hæsta oxunarstigi sínu, 8+.

Radon virðist mynda RnF₂; vísbendingar um þetta efnasamband fást með geislaefnafræðilegum sporefnaaðferðum.

Óstöðug efnasambönd argons myndast við lágt hitastig, en stöðug efnasambönd helíums og neons eru ekki þekkt.