План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

3. Аргон
Валентный слой атома аргона, как и неона, содержит восемь элект­ронов. Вследствие большой устойчивости электронной структуры ато­ма соединения валентного типа для арго­на не получены. Имея относительно больший размер атома (молеку­лы), аргон более склонен к образованию межмолекулярных связей, чем гелий и неон. Поэтому аргон в виде простого вещества характеризуется несколько более высокими температурами плавления (-189,3°С) и кипения (-185,9°С). Он лучше адсорбируется.
Аргон образует молекулярные соединения включения — клатраты— с водой, фенолом, толуолом и другими веществами. Гидрат аргона примерного состава Аr•6Н₂О представляет собой кристаллическое вещество, разлагающееся при атмосферном давлении при -42,8°С. Его можно получить непосредственным взаимодействием аргона с во­дой при 0⁰С и давлении порядка 1,5•10⁷ Па. С соединениями H₂S, SO₂, CO₂, НС1 аргон дает двойные гидраты, т. е. смешанные клатраты.
Аргон получают при разделении жидкого воздуха, а также из отходов газов синтеза аммиака. Аргон применяют в металлургических и химических процессах, требующих инертной атмосферы (аргоно-дуговая сварка алюминиевых и алюмо-магниевых сплавов), в светотех­нике (флюоресцентные лампы, лампы накаливания, разрядные трубки), электротехнике, ядерной энергетике (ионизационные счетчики и каме­ры) и т.п.
На Земле аргон значительно более распространен, чем остальные инертные газы. Его объемная доля в земной атмосфере составляет 0,93%. Он находится в виде смеси трех стабильных изотопов: ⁴⁰Аrг (99,600%), ³⁸Аr (0,063%) и ^з6Аr (0,337%). Изотоп ⁴⁰Аr образуется в природных условиях при распаде изотопа ⁴⁰K посредством электрон­ного захвата из K-слоя (т. е. ls-электрона калия):
⁴⁰₁₉K + e → ⁴⁰₁₈Ar.


4. Подгруппа криптона
Криптон Кr, ксенон Хе и радон Rn характеризуются меньшей энер­гией ионизации атомов, чем типические элементы VIII группы. Поэто­му элементы подгруппы криптона дают соединения обычного типа. Так, ксенон проявляет степени окисления +2, +4, +6 и +8. По ха­рактеру соединений ксенон напоминает близкий к нему по значению энергии ионизации иод.
Элементы подгруппы криптона отличаются от других благородных газов большими размерами атомов (молекул) и большей их поляризуемостью.
Вряду Не - Ne - Аr - Кr - Хе - Rn усиливается также растворимость газов в воде и других растворителях, возрастает склонность к адсорбции и т.д. В твердом состоянии, подобно Ne и Аr, криптон, ксенон и радон имеют кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку.
В ряду Не - Rn возрастает и устойчивость соединений включения. Так, температура, при которой упругость диссоциации клатратов Аr•6Н₂О, Кr•6Н₂О и Хе•6Н₂О достигает атмосферного давления, соответственно равна: -43, -28 и -4⁰C. Наоборот, чтобы получить при 0°С гидрат ксенона, достаточно применить давление чуть больше атмосферного. Для получения гидратов криптона, аргона и неона не­обходимо давление соответственно в 1,5•10⁶, 1,5•10⁷ и 3•10⁷ Па. Можно ожидать, что гидрат гелия удастся получать лишь под давле­нием порядка 10⁸ Па.
Кроме гидратов для элементов подгруппы криптона получены и другие молекулярные соединения клатратного типа.
Различие в устойчивости клатратных соединений используется для раз­деления благородных газов. В промышленном масштабе криптон из­влекают вместе с ксеноном при ректификации жидкого воздуха.
Криптон применяется в электровакуумной технике, смеси его с ксеноном используются в качестве наполнителей различного рода осветительных ламп и трубок. Радиоактивный радон находит применение в медицине (например, «радоновые ванны»).