הגזים האצילים הם יסודות שמשתייכים לטור השמיני ולקבוצה ה-18 בטבלה המחזורית. היסודות האלה אלו מפורסמים בכך שהם נוטים באופן טבעי לא להגיב כימית עם יסודות אחרים, ולכן זכו לכינוי "אצילים".
היציבות הרבה של הגזים האצילים נובעת מכך שהאורביטלים החיצוניים שלהם (אלקטרוני s ו-p) מלאים. ההיערכות הזאת מתאפיינת באנרגיה נמוכה ולכן היא יציבה כימית. חוץ מזה היא גם מקיימת את כלל האוקטט, או כלל 18 האלקטרונים, שמדברת על ה"שאיפה" של האטום למלא את האורביטלים הפנויים באלקטרונים כדי להגיע למצב של גז אציל.
למרות זאת הצליחו כימאים להכין מאות תרכובות של קסנון, עשרות תרכובות של קריפטון ואפילו תרכובת של ארגון. איך זה ייתכן?
תרשים שמתאר פוטנציאל יוניזציה לעומת מספר אטומי. פוטנציאל היוניזציה של הגזים האצילים שבתרשים הוא הגבוה ביותר בכל מחזור של הטבלה המחזורית. התמונה לקוחה מוויקיפדיה.
כלל האוקטט לא תמיד מתקיים, בין היתר משום שיסודות מסוימים מסוכלים לקבל אלקטרונים לתוך אורביטלי d שלהם. בזרחן פנטכלוריד, למשל, יש לזרחן עשרה אלקטרונים (מספר חמצון) ובגופרית הקספלואוריד יש 12 אלקטרונים לאטום הגופרית.
מסיבה זו בדיוק הגזים האצילים קריפטון וקסנון מסוגלים ליצור תרכובות כימיות בתנאים קיצוניים – למשל חום של 300 מעלות צלזיוס, עם לחץ של שש אטמוספירות וזרז כימי. במצבים כאלה הם מסוגלים להגיב עם יסודות אלקטרו-שליליים (כלומר כאלה ש"אוהבים" לקבל אלקטרונים) כמו פלואור.
הכימאי הגדול לינוס פאולינג חזה שככל שנרד נמוך יותר בטבלה המחזורית, כך יהיה הגז האציל "פעיל" יותר מבחינה כימית. מסיבה זו, רדון אמור להיות פעיל כימית אף יותר מהקסנון, אבל בגלל אופיו הרדיואקטיבי לא נעשו ניסויים רבים עם תרכובותיו.
לינוס פאולינג, מראשוני הכימאים הקוונטיים; זכה
פעמיים בפרס נובל. התמונה לקוחה מוויקיפדיה.
יונתן ברעם
דוקטורנט, המחלקה לכימיה אורגנית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
