газы, благородные газы, редкие газы, химические элементы, образующие главную подгруппу 8-й группы периодической системы Менделеева: гелий Не (атомный номер 2), неон Ne (10), аргон Ar (18), криптон Kr (36), ксенон Xe (54) и радон Rn (86). Из всех И. г. только Rn не имеет стабильных изотопов и представляет собой радиоактивный химический элемент.
Название И. г. отражает химическую инертность элементов этой подгруппы, что объясняется наличием у атомов И. г. устойчивой внешней электронной оболочки, на которой у Не находится 2 электрона, а у остальных И. г. по 8 электронов. Удаление электронов с такой оболочки требует больших затрат энергии в соответствии с высокими потенциалами ионизации атомов И. г. (см. таблицу).
Из-за химической инертности И. г. долгое время не удавалось обнаружить, и они были открыты только во 2-й половине 19 в. К открытию первого И. г. - гелия - привело проведённое в 1868 французом Ж. Жансеном и англичанином Н. Локьером спектроскопическое исследование солнечных протуберанцев. Остальные И. г. были открыты в 1892-1908.
И. г. постоянно присутствуют в свободном виде в воздухе . 1 м 3 воздуха при нормальных условиях содержит около 9,4 л И. г., главным образом аргона (см. таблицу). Кроме воздуха, И. г. присутствуют в растворённом виде в воде, содержатся в некоторых минералах и горных породах. Гелий входит в состав подземных газов и газов минеральных источников. Остальные стабильные И. г. получают из воздуха в процессе его разделения. Источником радона служат радиоактивные препараты урана, радия и др. После использования стабильные И. г. вновь возвращаются в атмосферу и поэтому их запасы (кроме лёгкого Не, который постепенно рассеивается из атмосферы в космическом пространстве) не уменьшаются.
Молекулы И. г. одноатомны. Все И. г. не имеют цвета, запаха и вкуса; бесцветны они в твёрдом и жидком состоянии. Наличие заполненной внешней электронной оболочки обусловливает не только высокую химическую инертность И. г., но и трудности получения их в жидком и твёрдом состояниях (см. таблицу). Другие физические свойства И. г. см. в статьях об отдельных элементах.
Эле-мент
Атомная масса
Содер-жание в воздухе, об. %
Атомные радиусы,
Первые потенциалы ионизации, в
При 1 атм. (~100 кн/м 2)
по А. Бонди
по В. И. Лебедеву
t пл, |С
t кип, |С
Не
4,0026
4,6T10-4
1,40
0,291
24,58
-272,6*
-268,93
Ne
20,179
1,61T10-3
1,54
0,350
21,56
-248,6
-245,9
Ar
39,948
0,9325
1,88
0,690
15,76
-189,3
-185,9
Kr
83,80
1,08T10-4
2,02
0,795
14,00
-157,1
-153,2
Xe
131,30
8T10-6
2,16
0,986
12,13
-111,8
-108,1
Rn
222**
6T10-18
-
1,096
10,75
около -71
около -63
*При 26 атм. (~2,6 Мн / м 2). **Массовое число наиболее долгоживущего изотопа.
Долгое время попытки получить химические соединения И. г. оканчивались неудачей. Положить конец представлениям об абсолютной химической недеятельности И. г. удалось канадскому учёному Н. Бартлетту, который в 1962 сообщил о синтезе соединения Xe с PtF6. В последующие годы было получено большое число соединений Kr, Xe и Rn, в которых И. г. имеют степени окисления +1, +2, +4, +6 и +8. При этом существенно, что для объяснения строения этих соединений не потребовалось принципиально новых представлений о природе химической связи, и связь в соединениях И. г. хорошо описывается, например, методом молекулярных орбиталей (см. Валентность , Молекулярных орбиталей метод ). Из-за быстрого радиоактивного распада Rn его соединения получены в ничтожно малых количествах и состав их установлен ориентировочно. Соединения Xe значительно стабильнее соединений Kr, а получить устойчивые соединения Ar и более лёгких И. г. пока не удалось. В большинстве реакций И. г. участвует фтор: одни вещества получают, действуя на И. г. фтором или фторсодержащими агентами (SbF5, PtF6 и т. д.), другие образуются при разложении фторидов И. г. Имеются указания на возможность протекания реакций Xe и Кr с хлором. Получены также окислы (Xe03, Xe04) и оксигалогениды И. г.
Кроме указанных выше соединений, И. г. образуют при низких температурах соединения включения . Так, все И. г., кроме Не, дают с водой кристаллогидраты типа Хе×6Н2О, с фенолом тяжёлые И. г. дают соединения типа Хе×3С6Н5ОН и т. д.
Промышленное использование И. г. основано на их низкой химической активности или специфических физических свойствах. Примеры применения И. г. см. в статьях об отдельных элементах.
Лит.: Финкельштейн Д. Н., Инертные газы, М., 1961; Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В., Инертные газы, М., 1964; Крамер Ф., Соединения включения, пер. с нем., М., 1958; Бердоносов С. С., Инертные газы вчера и сегодня, М., 1966; Соединения благородных газов, пер. с англ., М., 1965; Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Современная неорганическая химия, пер. с англ., ч. 2, М., 1969; Дяткина М. Е., Электронное строение соединений инертных газов, 'Журнал структурной химии', 1969, т. 10, | 1, с. 164.
С. С. Бердоносов.