SoyGazlar

[SERDEM]

SOYGAZLAR VE ÖZELLİKLERİ

Helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) başlıca asal gazlardır. Helyum dışındaki diğer asal gazlar havanın bileşiminde bulunur.Helyum bazı radyoaktif maddelerin bozunma ürünü olarak da elde edilir. Asal gazların başlıca özellikleri şunlardır:
• Doğada element halinde bulunur.
• Normal koşullarda gaz halinde bulunur.
• Metallerle, ametallerle ve birbirleriyle bileşik oluşturmaz.
• Kararlı bir yapıya sahiptir.

Asal gaz atomlarının en dış enerji düzeyleri elektronla tam doludur. Bu durum asal gazlara kararlılık ve dayanıklılık verir. Helyum dışındaki diğer asal gazların dış enerji düzeylerinde 8 elektron bulunur. En dış enerji düzeyinde 8'den fazla elektron bulunamaz. Onun için başka atomlardan elektron alamaz. Bu 8 eloktron oynak (serbest) olmadığından elektron da veremez. Onun için iyonlaşmaz. Bu sebepten asal gazlar kararlı yapıya sahiptir. Helyumun ilk enerji düzeyinde 2 elektronu vardır. Bu düzey aynı zamanda en dış enerji düzeyidir. Ne elektron alır, ne de verir.

Kimyasal olaylarda atomlar, dış enerji düzeylerini 8'e tamamlamak ister. Bunun için de en dış enerji düzeylerini 8'e tamamlayacak sayıda ya elektron alırlar ya da elektron verirler. (Oktet Kuralı). Bazı atomlar da elektronlarını ortak olarak kullanır.
Periyodik tablonun en son grubunu oluşturan, tümü tek atomlu ve renksiz gaz halinde bulunan elementlerdir.
En dış yörüngeleri elektronlarla tamamen dolu olduğu için son derece kararlıdırlar ve tepkimelere eğilimleri de çok düşüktür. Bu davranışları nedeniyle de "soygaz" adını almışlardır. Atmosferde bulunurlar ve sıvı havanın damıtılmasıyla elde edilirler.
İlk keşfedilen soygaz, hidrojenden sonra en hafif element olan helyumdur. Radon, çekirdeği dayanıksız olan, radyoaktif bir elementtir.
Çok düşük olan erime ve kaynama noktaları, grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe yükselir. İyonlaşma enerjileri, sıralarında en yüksek olan elementlerdir
Sembol: He

Atom numarası: 2

Atom ağırlığı: 4.002602 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz
p-blok elementi

1868 yılında Fransız Pierre Janssen ve İngiliz Norman Lockyer birbirinden bağımsız olarak helyumu keşfettiler.
1908 yılında Heike Kamerlingh Onnes 0.9 K’ de ilk sıvı helyumu elde etti.

Helyum atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Ayrıca helyum radyoaktif minerallerde ve Amerika Birleşik Devletlerinde tabii gazlarda bulunur. Helyum, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonundan elde edilir.
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.0001636 g/ml
Erime noktası: -272.2°C ( 0.95K)
Kaynama noktası -268.93°C (4.22K)
Molar hacmi: 21.00 ml/mol
Özgül ısı: 5.193 J/gK
Isı iletkenliği: 0.001513 W/cmK
Buharlaşma Entalpisi: 0.083 kJ mol-1
Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: 1s2
Kabuk yapısı: 2
Elektronegatiflik: Bilgi yok
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 31 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 2372.3 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 5250.5 kJ mol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları:
İzotop Yarılanma Süresi
3He Kararlı
4He Kararlı
6He 0.807 saniye
8He 0.119 saniye

Kullanım Alanı
• Sıvı roket yakıtı sıkıştırmada,
• En düşük erime ve kaynama noktasına sahip olduğunda bazı uygulamalarda,
• Zeplin ve balon gibi hava taşıtlarını şişirmede,
• Nükleer reaktörlerin soğutulmasında,
• Germanyum ve silisyum kristallerinin yapımında,
• Titanyum ve zirkonyum eldesinde,
• Makro ölçüde bile atomik özellik gösterdiğinde kuantum sıvısı olarak adlandırılan sıvı helyum manyetik rezonas görüntülemede (MRI) ve kanser teşhisi için MRE de
• Gaz kromotografisi cihazında inert taşıyıcı gaz olarak,
• Yarıiletken metalleri koruyucu gaz olarak kullanılmaktadır.
Reaksiyonları
Asal bir gaz olan helyum elektronik yapısı nedeniyle tamamen kararlıdır. İyonlaşma potansiyeli çok yüksektir. Diğer elementlerle bileşik oluşturma kapasitesine sahip değildir.
Sembol: Ne

Atom numarası: 10

Atom ağırlığı: 20.01797 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi

Neon 1898 yılında William Ramsay ve Morris Travers tarafından keşfedilmiştir.

Neon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu soncunda saf olarak elde edilir.

Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.0008999 g/ml
Erime noktası: -248.59°C ( 24.56K)
Kaynama noktası –248.08°C (27.07K)
Molar hacmi: 13.23 ml/mol
Özgül ısı: 0.103 J/gK
Isı iletkenliği: 0.000491 W/cmK
Buharlaşma Entalpisi: 1.75 kJ mol-1

Neon

Kimyasal Özellikler
Elektronik konfügürasyonu: [He].2s2.2p6
Kabuk yapısı: 2.8
Elektronegatiflik: 4.50 (Sanderson elektronegatifligine göre)
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 38 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 2080.7 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 3952.3 kJ mol-1
III. İyonlaşma Enerjisi 6122 kJmol-1
IV. İyonlaşma Enerjisi 9371 kJmol-1
V. İyonlaşma Enerjisi 12177 kJmol-1
VI. İyonlaşma Enerjisi 15238 kJmol-1
VII. İyonlaşma Enerjisi 19999 kJmol-1
VIII. İyonlaşma Enerjisi 23069.5 kJmol-1
IX. İyonlaşma Enerjisi 115379.5 kJmol-1
X. İyonlaşma Enerjisi 131432 kJmol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları
İzotop Yarılanma Süresi
18Ne 1.67 saniye
19Ne 17.22 saniye
20Ne, 21Ne, 22Ne Kararlı
23Ne 37.2 saniye
24Ne 3.38 dakika
25Ne 0.61 saniye

Kullanım Alanı
• Dalga metre tüplerinde,
• Televizyon tüplerinde,
• Renkli reklam aydınlatmalarında,
• Yüksek voltaj göstergelerinde,
• Paratonerlerde,
Helyum ile birlikte gaz lazerlerin yapımında kullanılmaktadır.

Reaksiyonları
Asal bir gaz olan neon elektronik yapısı nedeniyle tamamen kararlıdır. İyonlaşma potansiyeli çok yüksektir. Diğer elementlerle bileşik oluşturma kapasitesine sahip değildir

Sembol: Ar

Atom numarası: 18

Atom ağırlığı: 39.948 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Kokusuz gaz
p-blok elementi
1785 yılında havada argon olduğu ilk defa Henry Cavendish tarafından iddia edilmiş ve 1894 yılında Lord Rayleigh ve William Ramsay tarafından keşfedilmiş. İnert bir elementir. Gaz ve sıvı formda bulunabilir. Havada bulunur ve saf olarak havadan ayrıştırılması ile elde edilir.
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.001784 g/ml
Erime noktası: -189.3 °C (83.8 K)
Kaynama noktası: -185.8°C (87.3K)
Molar hacmi: 28.5ml/mol
Elektrik iletkenliği(298K): 3.77x107 Ohm-1m-1
Isı iletkenliği(300K): 0.0001772 W/cmK
Özgül ısı: 0.520 J/gK
Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Ne].3s2.3p6
Kabuk yapısı: 2.8.8
Elektronegatiflik: 3.31(Sanderson birimine göre)
Atomik Yarıçapı: 188 pm
İyonlaşma enerjisi:
I. İyonlaşma Enerjisi 1520.6 kJ/mol
II. İyonlaşma Enerjisi 2665.8 kJ/mol
III. İyonlaşma Enerjisi 3931 kJ/mol
IV. İyonlaşma Enerjisi 5771 kJ/mol
V. İyonlaşma Enerjisi 7238 kJ/mol
VI. İyonlaşma Enerjisi 8781 kJ/mol
VII. İyonlaşma Enerjisi 11995 kJ/mol
VII. İyonlaşma Enerjisi 13842 kJ/mol
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları:
İsotop Yarılanma süresi
36Ar Kararlı
38Ar Kararlı
39Ar 269 yıl
40Ar Kararlı
42Ar 32.9 yıl
Kullanım Alanı

Ampüllerin, floresans ışıkların , fotoğraf tüplerinin içerisinde
Titanyum ve diğer reaktif elementlerin üretiminde
İnert gaz olarak bir çok endüstride kullanılmaktadır.
Reaksiyonları
Argon’un bilinen bir reaksiyonu yoktur.


Sembol: Kr

Atom numarası: 36

Atom ağırlığı: 83.798 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz
Asal Gaz p-blok elementi

1898 yılında Sir William Ramsay ve Morris W. Travers tarafında keşfedilmiştir.
Kripton atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Kripton, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir.

Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.003708 g/ml
Erime noktası: –157.36°C ( 115.79K)
Kaynama noktası –153.22°C (119.93K)
Molar hacmi: 27.99 ml/mol
Özgül ısı: 0.248 J/gK
Isı iletkenliği: 0.0000949 W cm-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 9.029 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Ar].3d10.4s2.4p6
Kabuk yapısı: 2.8.18.8
Elektronegatiflik: 3.00 (Pauling elektronegatifliğine göre)
2.91 (Sanderson elektronegatifligine göre)
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 88 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 1350 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 2350.4 kJ mol-1
III. İyonlaşma Enerjisi 3565kJmol-1
IV. İyonlaşma Enerjisi 5070 kJmol-1
V. İyonlaşma Enerjisi 6240 kJmol-1
VI. İyonlaşma Enerjisi 7570 kJmol-1
VII. İyonlaşma Enerjisi 10710 kJmol-1
VIII. İyonlaşma Enerjisi 12138 kJmol-1
IX. İyonlaşma Enerjisi 22274 kJmol-1
X. İyonlaşma Enerjisi 25880 kJmol-1
XI. İyonlaşma Enerjisi 29700 kJ mol-1
XII. İyonlaşma Enerjisi 33800 kJ mol-1
XIII. İyonlaşma Enerjisi 37700kJmol-1
XIV. İyonlaşma Enerjisi 43100kJmol-1
XV. İyonlaşma Enerjisi 47500 kJmol-1
XVI. İyonlaşma Enerjisi 52200 kJmol-1
XVII. İyonlaşma Enerjisi 57100 kJmol-1
XVIII. İyonlaşma Enerjisi 61800 kJmol-1
XIX. İyonlaşma Enerjisi 75800 kJmol-1
XX. İyonlaşma Enerjisi 80400 kJmol-1
XXI. İyonlaşma Enerjisi 85300 kJmol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları :
İzotop Yarılanma Süresi
74Kr 11.5 dakika
75Kr 14.3 dakika
76Kr 14.8 saat
77Kr 1.24 saat
78Kr Kararlı
79Kr 1.455 gün
80Kr Kararlı
81Kr 210000 yıl
82Kr Kararlı
83Kr Kararlı
84Kr Kararlı
85Kr 10.756 yıl
86Kr Kararlı
Kullanım Alanı
• Floresan ampullerde ve dalga boyu standardı olarak morötesi (UV) lazerlerde ,
• Fotoğrafçılıkta çok seri patlayan flaşlarda,
• Kripton 85 izotopu, çeşitli katıların bünyesine yerleştirilerek kimyasal analizlerde kullanı
Reaksiyonları
Asal bir gaz olan kripton flor ile -196°C de kripton(II) florür bileşiğini oluşturur.
Kr(k) + F2(k) à KrF2(k)
Diğer elementleri ile bileşik oluşturmaz.
Sembol: Xe

Atom numarası: 54

Atom ağırlığı: 131.293 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi
1898 yılında Sir William Ramsay ve Morris W. Travers tarafında keşfedilmiştir.

Ksenon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Ksenon, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir.

Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.00588 g/mL
Erime noktası: –111.7°C ( 161.4K)
Kaynama noktası –108°C (165.1K)
Molar hacmi: 35.92 ml/mol
Özgül ısı: 0.158 J/gK
Isı iletkenliği: 0.0000569W cm-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 12.64 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Kr].4d10.5s2.5p6
Kabuk yapısı: 2.8.18.18.8
Elektronegatiflik: 2.6 (Pauling elektronegatifliğine göre)
2.34 (Sanderson elektronegatifliğine göre)
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 108 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 1170.4 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 2046.4 kJ mol-1
III. İyonlaşma Enerjisi 3099.4 kJmol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları
İzotop Yarılanma Süresi
122Xe 20.1 saat
123Xe 2 saat
124Xe Kararlı
125Xe 17.1 saat
126Xe Kararlı
127Xe 36.4 gün
128Xe, 129Xe, 130Xe, 131Xe, 132Xe Kararlı
133Xe 5.243 gün
134Xe Kararlı
135Xe 9.10 saat
136Xe 2.36x1021 yıl
İndirgenme Potansiyeli:
Kullanım Alanları
• Xe 133 izotopu bir çok uygulama alanında,
• Elektron tüplerinde, stroboskopik lambaların, bakteri öldürücü lambaların yapımında,
• Yüksek molekül ağırlığına sahip olması nedeniyle bir çok uygulamada kullanılmaktadır.

Reaksiyonları
Asal bir gaz olan ksenon, sadece flor ile 6 atm basınçta nikel bir reaktör içerisinde reaksiyon verir.
Xe(k) + 2F2(g) à XeF4(k)
Xe(k) + F2(g) à XeF2(k)
Xe(k) + 3F2(g) à XeF6(k)

Sembol: Rn

Atom numarası: 86

Atom ağırlığı: 222 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi
Radon ilk olarak 1900 yılında Friedrich Ernst Dorn tarafından keşfedildi.

Radon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Radon, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir.

226Ra izotopunun bozunması sonucunda da elde edilir.
226Ra à 222Rn + 4He
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.00973 g/mL
Erime noktası: –71°C ( 202K)
Kaynama noktası –61.7°C ( 211.3K)
Molar hacmi: 50.50 ml/mol
Özgül ısı: 0.094 J/gK
Isı iletkenliği: 0.0000364 W cm-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 16.40 kJ mol-1
Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Xe].4f14.5d10.6s2.6p6
Kabuk yapısı: 2.8.18.32.18.8
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 120 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 1037 kJ mol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları
İzotop Yarılanma Süresi
211Rn 14.6 saat
212Rn 24 dakika
213Rn 0.025 saniye
214Rn 0.000027 saniye
215Rn 0.0000023 saniye
216Rn 0.000045 saniye
217Rn 0.0006 saniye
218Rn 0.035 saniye
219Rn 3.96 saniye
220Rn 55.6 saniye
221Rn 25 dakika
222Rn 3.8235 gün
Kullanım Alanları
• Deprem tahminlerinde,
• Hastanelerde radyasyon uygulamalarında,
• Bazı kanser türlerine karşı uygulanmaktadır
Reaksiyonları
Asal bir gaz olan radon sadece flor ile radon (II) florür bileşiği oluşturur. Fakat bu bileşiğin karakteri bilinememektedir