Nodir (inert) gazlar yoki VIII A gruppacha elementlari qatoriga He- geliy, Ne - neon, Kr - kripton, Xe - ksenon va Rn- radon kiradi. Nodir gazlar to'g'risidagi dastlabki ma'lumotlar N. A. Reley ( 1880y .), N. A. Morozov ( 1883y .) va U. Ramzay ( 1894y .) lar tomonidan keltirilgan va ularning mavjudligi isbotlagan. Nodir gazlar erkin holatda havo, quyosh sistemasida, tabiiy gaz tarkibida bo'ladi va havoni suyuqlantirish yo'li bilan olinadi. Quyidagi jadvalda havoning tarkibi va nodir gazlarning qaynash temperaturalari keltirilgan.
| Gaz | Havo tarkibidagi hajmiy miqdori ,% | tqay ,°C |
| Havo | 100 | -190 |
| N₂ | 78,09 | -195,8 |
| O2 | 20,95 | -183 |
| CO2 | 0,030 | -78,5 |
| H2 | 0,00005 | -252,8 |
| O3 | 1•10-6 | -111,9 |
| He | 0,0005 | -268,9 |
| Ne | 0,0018 | -245 |
| Ar | 0,9325 | -185,8 |
| Kr | 0,000108 | -152,9 |
| Xe | 0,000008 | -108 |
| Rn | 0,6•10-17 | -61,8 |
Bu elementlar atomlarining geliydan radonga tomon yadro zaryadi va atom radiuslari ortib borishi bilan elektron qobig'ining qutblanishi ham ortib boradi.
Shu ustunda bu elementlarning reaksiyaga kirishuvchanligi ham ortib boradi, ionlanish potensiali esa kamayib boradi.
Radonning ionlanish potensiali ksenonning ionlanish potensialidan kamroq bo'lsa ham, radioaktivligi sababli radon xossalari ksenonga nisbatan kamroq oʻrganilgan. Hozirgi vaqtda nodir gazlarning xossalari asosan ksenon misolida oʻrganilgan.
Nodir gazlar ma'lum sharoitda suv bilan klatratlar, ya'ni gidratlar hosil qiladi: Ar•6H₂O, Kr•6H₂O, Xe•6H₂O. Ushbu birikmalar hosil bo'lishida valent bog'lar hosil boʻlmaydi, ammo muz tuzilishidagi bo'shliqlar klatratlar hosil qilishda alohida ahamiyatga ega.
Kimyoviy xossalari
Bu elementlarning tashqi elektron qavatida 8 tadan juftlashgan (oktet sistemasi) elektronlar mavjud. Kimyoviy reaksiyaga kirishmaydi yoki juda qiyin kirishadi. Geliy oddiy sharoitda rangsiz, hidsiz, molekulasi bir atomli, inert gaz, ammo atomlari g'alayonlangan holatida molekulyar ionlar He2+ hosil qilishi mumkin. Oddiy sharoitda bu ionlar beqaror, etishmaydigan elektronni biriktirib olib, ikkita neytral atomga ajraladi.
He2+ + é → 2He
Spektral analiz yordamida geliyning Quyosh atmosferasida termoyadro reaksiyalari mahsuloti sifatida mavjudligi aniqlangan:
Geliy atomi He shu jumladan a-zarrachalar turli xil yadroviy reaksiyalar olib borishda ishlatiladi. Geliy metallarni payvandlashda inert atmosfera, havo sharlari (dirijabl)ni, meteorologik zondlarni to'ldiruvchi engil, xavfsiz gaz sifatida ishlatiladi.
Neon (Ne) atomi inert gaz u ham kuchli g'alayonlangan holatda molekulyar ion hosil qiladi: Ne2+ Hozirgacha Ne ning birikmalari borligi aniqlanmagan yoki sintez qilinmagan.
Kripton (Kr), ksenon (Xe) va radon (Rn) ham bir atomli gazlar bo'lib, boshqa elementlar bilan, xususan, ftor va kislorod bilan turli tarkibli birikmalar hosil qiladi.
Ksenonning birikmalari
Inert gazlardan, dastlab Xe ning PtF6 (kuchli oksidlovchi) bilan reaksiyasi natijasida 1962 yilda kanadalik N. Bartlett Xe+1[PtF6]ni sintez qilgani uchun unga Nobel mukofoti berilgan. Reaksiya tenglamasi: Xe°+ +Pt6+F6 → Xe+1[PtF6]. Ksenon ftor atmosferasida alangalanadi, bu reaksiyalar ekzotermik boʻlib, XeF2, XeF4, XeF, XeF, XeOF, XeOF, tarkibli moddalarni hosil qiladi. XeF, rangsiz, barqaror, t=140°C, suvda eruvchanligi 25 g/l, asosli tabiatga ega, suvli eritmada gidrolizlanadi va kuchli oksidlovchi
xossasiga ega:
2XeF2 + 2H2O → 2Xe + O2 + 4HF
Qizdirilganda disproporsiyalanadi:
2Xe+2F2 → Xe° + Xe+F
Ksenon diftorid XeF2 o'rin olish reaksiyasiga kirishadi:
XeF₂+HClO4 = [XeF(CIO4)] + HF
Ksenon (IV) ning birikmalari XeF, va XeOF, rangsiz kristall moddalar. Bularda Xe ning gibridlanish turiga koʻra ularning tuzilishi va xossalari oʻzaro farq qiladi:
Oksidlanish-qaytarilish (disproporsiyalanish) reaksiyasi bilan boradigan gidrolizlanish xossasiga ega:
6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 4Xe + 3O + 24HF
Bu moddalar ham kuchli oksidlovchilik xossasiga ega.
XeO3-ksenon (VI)-oksidi, oq rangli, juda oson portlovchi modda. Uning molekulasi trigonal piramida tuzilishli boʻlib, kuchli oksidlovchi modda:
Xe+6O3 + 6KJ + 6HCI → 6KCl + Xe° + 3J2 + 3H2O
Nodir gazlar va ularning birikmalarini ishlatilishi
Ksenon birikmalari - kuchli oksidlovchi moddalar. Ular yordamida amalda hamma elementlarning (hatto oltinning) eng yuqori oksidlanish darajasidagi birikmalari hosil qilingan. Masalan: AuF5, BrF7, lar XeF2 yordamida olingan.
So'nggi yillarda nodir gazlarning xossalari Rossiyalik olim akademik V. A. Legasov tomonidan o'rganilgan. Nodir gazlarning ftoridlari ftorlovchi va oksidlovchi moddalar sifatida ishlatiladi. Ksenon oksidlari portlovchi modda, raketa yonilg'isi sifatida qo'llaniladi. Radioaktiv elementlar (asosan 235U va 238U-uran) ni bir-biridan ajratish va toza holda olishda ksenonning ftorli birikmalari ishlatiladi.
Neon va argon gazlari lampochkalarni, gaz yoritgich naylarni to'ldirishda qo'llaniladi. Neon lampalari qizg'ish rang berib yonadi, argon lampalari esa zangori rangda yonadi.
Nodir gazlarning kimyoviy jihatdan "befarqligi" ning sabablaridan biri ular atomlarining tashqi elektron qavatlari ikki (Ne) va sakkiz elektron (oktet) bilan to'lib, ularning hammasi oʻzaro juftlashganligidir. Ikkinchi tomondan p-elektronlarning boshqa elektron qavatlarga (yoki orbitallarga) o'tish (toqlashish) energiyasini juda kattaligidir. Buning isboti sifatida Xe atomidagi normal holatdan (5s25p) qo'zg'algan holatlar (5s25p56s¹; Eqo'zg:=795 kJ); (5s25p55d1; Eqo'zg:=963 kJ); (5s25p45d2; Eqo'zg=1758 kJ); (5s25p45d16s¹; Eqo'zg' =1926 kJ) ga o'tish juda katta energiya talab qiladi. Bu miqdor energiya ikki elektronli kimyoviy bog'lanishlar hosil boʻlishi hisobiga "qoplana" olmaydi va shu sababli Xe ning birikmalari uch markazli bog'lanishlar vositasida hosil boʻlgan.
Uch markazli bog'lanish Xe atomining 5p va 2 ta F atomining 2p-orbitallari ishtirokida 3 ta uch markazli bog'lanishlar vositasida hosil boʻlgan. Uch markazli bog'lanish Xe atomining 5p va 2 ta F atomining 2p orbitallari ishtirokida 3 ta uch markazli molekulyar orbitallar (MO) (bog'lovchi, bo'shashtiruvchi, bog'lamaydigan) hosil boʻlib, ular 4 ta elektron bilan to'ladi va barqaror (Ebog=120 kJ) bog'lar hosil bo'ladi. Bunday bog'lar hosil qilish imkoniyati He, Ne, Ar da yo'qligi sababli, bu elementlar birikma hosil qilmaydilar.
