Все элементы VIIIA группы представляют собой одноатомные газы, которые только при очень низких температурах могут быть переведены в жидкое и твёрдое состояние.
Интересно, что температуры кипения и плавления каждого газа различаются всего лишь на несколько градусов. Это объясняется слабым межмолекулярным взаимодействием как в жидкой, так и в твёрдой фазе.
Гелий обладает самой низкой температурой кипения и плавления. Перевести его в твёрдое состояние удаётся только при давлении порядка 25•105Па.
Жидкий гелий впервые получил в 1908 г. нидерландский физик Хейке Камерлинг-Оннес, удостоенный за это Нобелевской премии (1913 г.).
В 1938 г. выдающийся советский физик Пётр Леонидович Капица (1894—1984) установил, что при температурах ниже 2,17 К (-271 °С) жидкий гелий не обладает вязкостью, т. е. становится сверхтекучим. В таком состоянии теплопроводность гелия в миллион раз больше, чем при 4 К (-269 °С). За открытие и исследование этого явления учёному в 1978 г. была присуждена Нобелевская премия, а в 1962 г. Нобелевскую премию получил Лев Давидович Ландау, давший теоретическое обоснование явления сверхтекучести. Сверхтекучесть жидкого гелия позволит использовать его в будущем для создания сверхпроводящих электромагнитов.
Гелий получают не из воздуха, а из природного газа: в нём содержание гелия может достигать нескольких процентов, а это в тысячу раз больше, чем в атмосфере.
Остальные благородные газы выделяют путём низкотемпературной фракционной разгонки жидкого воздуха. Ксенон образуется в реакторах в результате распада ядерного горючего.
Нил Бартлетт.
Аэростат «Кан-40», наполненный гелием.
Поскольку гелий обладает низкой плотностью (в семь раз меньше плотности воздуха) и негорюч, им заполняют метеорологические шары-зонды, аэростаты, дирижабли. Жидкий гелий используется для создания низких температур, близких к абсолютному нулю.
Аргон служит для создания инертной атмосферы в металлургических процессах, в химическом производстве, при электросварке. Криптон и ксенон используются для заполнения ламп накаливания и в производстве источников света высокой мощности. Газоразрядные лампы, заполняемые неоном, раньше применялись в рекламе, но в последнее время на смену им пришли люминесцентные лампы.
В целом промышленное значение благородных газов, несомненно, уступает той роли, которую они сыграли в развитии периодического закона, создании фундаментальной теории химической связи и химической реакционной способности.
Похожие статьи