krsg_diary
비활성기체
遊食
2002. 7. 1. 23:44
18족의 비활성 기체는 최외각의 S 오비탈과 P 오비탈에 전자가 모두 찬 가장 안정한 전자 배치를 가지고 있어 반응성이 극도로 작다.
다른 원소와의 화합물도 거의 없고, 분자가 아닌 단원자의 형태로 존재하는 비활성(inert)물질이다.
물리적 성질
18족의 원소들은 모두 비금속성 물질로 상온에서 무색의 기체로 존재한다.
각 원소들의 녹는점과 끓는 점은 매우 낮으며 원자량이 클수록 높아진다.
가장 무거운 Rn(Radon)은 굉장한 방사능 원소로 연구된 바가 없다.
표1.비활성 기체의 성질 원소명 전자 배치 원자량(g) 녹는점(oC) 끓는점(oC) 밀도(25oC,1기압 )
(g/cm3) 1차 이온화 에너지
(KJ/mol)
Helium 1s2 4.0 -270 -269 0.18 2372
Neon [He]2s2 20.2 -249 -246 0.90 2080
Argon [Ne]3s23p6 40.0 -189 -186 1.78 1520
Krypton [Ar]4s23d104p6 83.8 -157 -152 3.75 1351
Xenon [Kr]5s24d105p6 131.3 -112 -108 5.90 1170
Radon [Xe]6s24f145d106p6 (222) - - 9.73 1037
화학적성질
1962년까지도 비활성 기체의 화합물이 보고된 바가 없어 화학자들은
18족 원소들을 반응성이 전혀 없는 비활성 기체("inert gas)로 생각하였다.
그러나,1962년 니일 바트렛(Niel Bartlett)은 Xe의 이온화 에너지가 낮은 편이라 불소(F2)같이 전자를 강하게 빼앗는 산화력이 큰 물질과는 화합물 생성이
가능할 것이라고 생각하였다. 그는 최초로 Xe과 PtF6를 반응시키는 데 성공하였고
그 이후에 Xe을 직접 F2(g)와 반응시켜 XeF2,XeF4, XeF6 의 화합물을 합성하였다.
Krypton은 Xe보다는 이온화 에너지가 커서 상대적인 반응성이 적어 오직 한가지의 KrF2화합물만이 알려져 있다
비활성 기체의 화합물이 알려지면서 반응성이 없는 비활성기체(inert gas)보다는 "영족기체(noble gas)"로 명명하고 있다.
비활성 기체의 발견과 활용
1868년에 태양광선의 스펙트럼에서 지구에 있는 원소에서는 발견되지 않은 오렌지색 광선이 발견되었다. 이것은 태양 주위의 대기에는 지구에는 없는 원소가 함유되어 있음을 나타낸 것이다.
그 원소를 태양을 뜻하는 그리스어 단어 "helios"에서 "helium"이라 명명하였다.
1890년에 Raleigh 와 Ramsay는 공기에서 산소와 수증기, 이산화 탄소를 제거 하여 순수한 질소를 얻으려 하였다. 그러나 얻어진 기체 질소의 밀도가 질소 화합물을 분해해서 얻은 순수한 질소의 밀도와 0.5%의 차이를 보임을 발견하였다. 연구를 계속한 끝에 공기중에서 얻은 질소에는 원자량이 40 정도인 새로운 원소 "Argon"이 섞여 있음을 발견하였다. 그 후에 그들은 지구에도 "Helium"이 있음을 밝혔고, 그 성질이 "Argon"과 유사함을 알아냈다.
그러나 이들 원소는 주기율표상의 원소들과는 너무나 다른 성질을 가지고 있어 그들은 주기율표에 새로운 족을 포함시키기를 제안하였다. 이들 원소를 "18족"으로 분류하고, 그 족에 속하는 다른 원소들을 찾기 위한 연구가 시작되었으며 이후에 Ramsay는 액화 공기를 분별증류 하는과정에서 다른 3원소 (neon,krypton,xenon)를 발견하였다.
가장 무거운 Radon은 1900년에 방사능 원소인 Radium(Ra)의 붕괴 과정에서 발견되었다.
주기율표가 없었다면 이들이 새로운 원소임을 상상하기란 어려운 일이었을 것이다.
따라서 "18족원소"의 발견은 주기율표의 진정한 가치를 보여주는 사건이었다.
최근에는 공업적으로 액화 공기를 분별 증류하여 비활성 기체를 얻는데 , 단 헬륨은 공기중의 He 함량이 극미량이므로 천연가스로부터 추출하는 방법이 더 경제적이다
헬륨은 밀도가 작은 불연성 기체이므로 열기구에 쓰이며 네온은 거리의 네온 사인에 주로 쓰인다. 아르곤과 크립톤은 전구의 충진 가스로 쓰여 뜨거운 필라멘트의 기화를 막는데 쓰이고, 특히 아르곤은 용접과정에 쓰여 산소와 금속간의 산화반응을 막는다
다른 원소와의 화합물도 거의 없고, 분자가 아닌 단원자의 형태로 존재하는 비활성(inert)물질이다.
물리적 성질
18족의 원소들은 모두 비금속성 물질로 상온에서 무색의 기체로 존재한다.
각 원소들의 녹는점과 끓는 점은 매우 낮으며 원자량이 클수록 높아진다.
가장 무거운 Rn(Radon)은 굉장한 방사능 원소로 연구된 바가 없다.
표1.비활성 기체의 성질 원소명 전자 배치 원자량(g) 녹는점(oC) 끓는점(oC) 밀도(25oC,1기압 )
(g/cm3) 1차 이온화 에너지
(KJ/mol)
Helium 1s2 4.0 -270 -269 0.18 2372
Neon [He]2s2 20.2 -249 -246 0.90 2080
Argon [Ne]3s23p6 40.0 -189 -186 1.78 1520
Krypton [Ar]4s23d104p6 83.8 -157 -152 3.75 1351
Xenon [Kr]5s24d105p6 131.3 -112 -108 5.90 1170
Radon [Xe]6s24f145d106p6 (222) - - 9.73 1037
화학적성질
1962년까지도 비활성 기체의 화합물이 보고된 바가 없어 화학자들은
18족 원소들을 반응성이 전혀 없는 비활성 기체("inert gas)로 생각하였다.
그러나,1962년 니일 바트렛(Niel Bartlett)은 Xe의 이온화 에너지가 낮은 편이라 불소(F2)같이 전자를 강하게 빼앗는 산화력이 큰 물질과는 화합물 생성이
가능할 것이라고 생각하였다. 그는 최초로 Xe과 PtF6를 반응시키는 데 성공하였고
그 이후에 Xe을 직접 F2(g)와 반응시켜 XeF2,XeF4, XeF6 의 화합물을 합성하였다.
Krypton은 Xe보다는 이온화 에너지가 커서 상대적인 반응성이 적어 오직 한가지의 KrF2화합물만이 알려져 있다
비활성 기체의 화합물이 알려지면서 반응성이 없는 비활성기체(inert gas)보다는 "영족기체(noble gas)"로 명명하고 있다.
비활성 기체의 발견과 활용
1868년에 태양광선의 스펙트럼에서 지구에 있는 원소에서는 발견되지 않은 오렌지색 광선이 발견되었다. 이것은 태양 주위의 대기에는 지구에는 없는 원소가 함유되어 있음을 나타낸 것이다.
그 원소를 태양을 뜻하는 그리스어 단어 "helios"에서 "helium"이라 명명하였다.
1890년에 Raleigh 와 Ramsay는 공기에서 산소와 수증기, 이산화 탄소를 제거 하여 순수한 질소를 얻으려 하였다. 그러나 얻어진 기체 질소의 밀도가 질소 화합물을 분해해서 얻은 순수한 질소의 밀도와 0.5%의 차이를 보임을 발견하였다. 연구를 계속한 끝에 공기중에서 얻은 질소에는 원자량이 40 정도인 새로운 원소 "Argon"이 섞여 있음을 발견하였다. 그 후에 그들은 지구에도 "Helium"이 있음을 밝혔고, 그 성질이 "Argon"과 유사함을 알아냈다.
그러나 이들 원소는 주기율표상의 원소들과는 너무나 다른 성질을 가지고 있어 그들은 주기율표에 새로운 족을 포함시키기를 제안하였다. 이들 원소를 "18족"으로 분류하고, 그 족에 속하는 다른 원소들을 찾기 위한 연구가 시작되었으며 이후에 Ramsay는 액화 공기를 분별증류 하는과정에서 다른 3원소 (neon,krypton,xenon)를 발견하였다.
가장 무거운 Radon은 1900년에 방사능 원소인 Radium(Ra)의 붕괴 과정에서 발견되었다.
주기율표가 없었다면 이들이 새로운 원소임을 상상하기란 어려운 일이었을 것이다.
따라서 "18족원소"의 발견은 주기율표의 진정한 가치를 보여주는 사건이었다.
최근에는 공업적으로 액화 공기를 분별 증류하여 비활성 기체를 얻는데 , 단 헬륨은 공기중의 He 함량이 극미량이므로 천연가스로부터 추출하는 방법이 더 경제적이다
헬륨은 밀도가 작은 불연성 기체이므로 열기구에 쓰이며 네온은 거리의 네온 사인에 주로 쓰인다. 아르곤과 크립톤은 전구의 충진 가스로 쓰여 뜨거운 필라멘트의 기화를 막는데 쓰이고, 특히 아르곤은 용접과정에 쓰여 산소와 금속간의 산화반응을 막는다