Применение свойств газов

    XeF6 + RbF = RbXeF7,

    но при  50° С эта соль разлагается:

    2RbXeF7 = XeF6 + Rb2XeF8

Сообщалось также  о синтезе высшего фторида XeF8, устойчивого лишь при температуре  ниже минус 196° C. Синтез первых соединений ксенона поставил перед химиками вопрос о месте инертных газов  в периодической системе. Прежде благородные газы были выделены в  отдельную нулевую группу, что  вполне отвечало представлению об их валентности. Но, когда ксенон вступил  в химическую реакцию, когда стал известен его высший фторид, в котором  валентность ксенона равна восьми (а это вполне согласуется со строением  его электронной оболочки), инертные газы решили перенести в VIII группу. Нулевая группа перестала существовать.

Заставить ксенон вступить в реакцию без участия фтора (или некоторых его соединений) пока не удалось. Все известные ныне соединения ксенона получены из его  фторидов. Эти вещества обладают повышенной реакционной способностью. Лучше  всего изучено взаимодействие фторидов ксенона с водой. Гидролиз ХеF4 в  кислой среде ведет к образованию  окиси ксенона ХеО3 — бесцветных, расплывающихся на воздухе кристаллов. Молекула ХеО3имеет структуру приплюснутой треугольной пирамиды с атомом ксенона  в вершине. Это соединение крайне неустойчиво; при его разложении мощность взрыва приближается к мощности взрыва тротила. Достаточно несколько  сотен миллиграммов ХеО3, чтобы эксикатор  разнесло в куски. Не исключено, что  со временем трехокись ксенона будут использовать как взрывчатое вещество дробящего действия. Такая взрывчатка была бы очень удобна, потому что все продукты взрывной реакции— газы. Пока же использовать для этой цели трехокись ксенона слишком дорого —ведь ксенона в атмосфере меньше, чем золота в морской воде, и процесс его выделения слишком трудоемок. Напомним, что для получения 1 м3 ксенона нужно переработать 11 млн. м3воздуха. Соответствующая трехокиси неустойчивая кислота шестивалентного ксенона H6XeO6 образуется в результате гидролиза XeF6 при 0° С:

    XeF6 + 6H2О  = 6HF + H6XeO6

Если к продуктам  этой реакции быстро добавить Ва (ОН)2, выпадает белый аморфный осадок Ва3ХеО6. При 125° С он разлагается на окись бария, ксенон и кислород. Получены аналогичные соли—ксенонаты натрия и калия. При действии озона на раствор ХеО3 в одномолярном едком натре образуется соль высшей кислоты ксенона Na4ХеО6. Перксенонат натрия может быть выделен в виде бесцветного кристаллогидрата Na4XeO6 · 6Н2О. К образованию перксенонатов приводит и гидролиз XeF6 в гидроокисях натрия и калия. Если твердую соль Na4XeO6обработать раствором нитрата свинца, серебра или уранила, то получаются соответствующие перксенонаты: PbXeO6 и (UO2) 2XeO6 желтого цвета и Ag4XeO6 — черного. Аналогичные соли дают калий, литий, цезий, кальций. Окисел, соответствующий высшей кислоте ксенона, получают взаимодействием Na4XeO6 с безводной охлажденной серной кислотой. Это четырехокись ксенона ХеO4. В ней, как и в октафториде, валентность ксенона равна восьми. Твердая четырехокись при температуре выше 0° С разлагается на ксенон и кислород, а газообразная (при комнатной температуре)— на трехокись ксенона, ксенон и кислород. Молекула ХеO4имеет форму тетраэдра с атомом ксенона в центре. В зависимости от условий гидролиз гексафторида ксенона может идти двумя путями; в одном случае получается тетраоксифторид XeOF4, другом — диоксифторид XeO2F2. Прямой синтез из элементов приводит к образованию оксифторида ХеОF2. Все это бесцветные твердые вещества, устойчивые в обычных условиях. Очень интересна изученная недавно реакция дифторида ксенона с безводной НС1O4. В результате этой реакции получено новое соединение ксенона ХеСlO4 — чрезвычайно мощный окислитель, вероятно, самый сильный из всех перхлоратов. Синтезированы также соединения ксенона, не содержащие кислорода. Преимущественно это двойные соли, продукты взаимодействия фторидов ксенона с фторидами сурьмы, мышьяка, бора, тантала: XeF2 · SbF5, ХеF6 · AsF3, ХеF6 · ВF3 и ХеF2 · 2ТаF5. И наконец, получены вещества типа XeSbF6, устойчивые при комнатной температуре, и XeSiF6 — нестойкий комплекс. В распоряжении химиков имеются весьма незначительные количества радона, тем не мене удалось установить, что он также взаимодействует с фтором, образуя нелетучие фториды. Для криптона выделены и изучены дифторид KrF2 и тетрафторид KrF4 по свойствам, напоминающим соединения ксенона.

    5. Применение  инертных газов.

Гелий является важным источником низких температур. При  температуре жидкого гелия тепловое движение атомов и свободных электронов в твердых телах практически  отсутствует, что позволяет изучать  многие новые явления, например сверхпроводимость  в твердом состоянии.

Газообразный гелий  используют как легкий газ для  наполнения воздушных шаров. Поскольку  он негорюч, его добавляют к водороду для заполнения оболочки дирижабля.

Так как гелий  хуже растворим в крови, чем азот, большие количества гелия применяют  в дыхательных смесях для работ  под давлением, например при морских  погружениях, при создании подводных  тоннелей и сооружений. При использовании  гелия декомпрессия (выделение растворенного  газа из крови) у водолаза протекает  менее болезненно, менее вероятна кессонная болезнь, исключается  такое явление, как азотный наркоз, – постоянный и опасный спутник  работы водолаза. Смеси He–O2применяют, благодаря их низкой вязкости, для снятия приступов астмы и при различных заболеваниях дыхательных путей.

Гелий используют как  инертную среду для дуговой сварки, особенно магния и его сплавов, при  получении Si, Ge, Ti и Zr, для охлаждения ядерных реакторов. Другие применения гелия –для газовой смазки подшипников, в счетчиках нейтронов (гелий-3), газовых термометрах, рентгеновской спектроскопии, для хранения пищи, в переключателях высокого напряжения. В смеси с другими благородными газами гелий используется в наружной неоновой рекламе (в газоразрядных трубках). Жидкий гелий выгоден для охлаждения магнитных сверхпроводников, ускорителей частиц и других устройств. Необычным применением гелия в качестве хладагента является процесс непрерывного смешения3He и 4He для создания и поддержания температур ниже 0, 005 K Области применения ксенона разнообразны и порой неожиданны. Человек использует и его инертность и его чудесную способность вступать в реакцию со фтором. В светотехнике признание получили ксеноновые лампы высокого давления. В таких лампах светит дуговой разряд в ксеноне, находящемся под давлением в несколько десятков атмосфер. Свет в ксеноновых лампах появляется сразу после включения, он ярок и имеет непрерывный спектр—от ультрафиолетового до ближней области инфракрасного. Ксеноном пользуются и медики—при рентгеноскопических обследованиях головного мозга. Как и баритовая каша, применяющаяся при просвечивании кишечника, ксенон сильно поглощает рентгеновское излучение и помогает найти места поражения. При этом он совершенно безвреден. Активный изотоп элемента № 54, ксенон - 133, используют при исследовании функциональной деятельности легких и сердца. Продувкой аргона через жидкую сталь из нее удаляют газовые включения. Это улучшает свойства металла.

Все шире применяется  дуговая электросварка в среде  аргона. В аргонной струе можно сваривать тонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми. Не будет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосфере внесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появилась возможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчего температура в зоне резки достигает 4000—6000° С. К тому же эта газовая струя выдувает продукты резки. При сварке в аргонной струе нет надобности во флюсах и электродных покрытиях, а стало быть, и в зачистке шва от шлака и остатков флюса