Неметаллы демонстрируют большую изменчивость своих свойств, чем металлы. [1] Металлоиды включены сюда, поскольку они ведут себя преимущественно как химически слабые неметаллы.
Физически они почти все существуют как двухатомные или одноатомные газы или многоатомные твердые тела, имеющие более существенные (открыто упакованные) формы и относительно малые атомные радиусы, в отличие от металлов, которые почти все твердые и плотно упакованные, и в основном имеют большие атомные радиусы. Если они твердые, они имеют субметаллический вид (за исключением серы) и являются хрупкими , в отличие от металлов, которые блестят и, как правило, пластичны или ковки ; они обычно имеют более низкую плотность, чем металлы; в основном являются более плохими проводниками тепла и электричества ; и, как правило, имеют значительно более низкие температуры плавления и кипения , чем у большинства металлов.
Химически неметаллы в основном имеют более высокую энергию ионизации , более высокое сродство к электрону (азот и благородные газы имеют отрицательное сродство к электрону) и более высокие значения электроотрицательности [n 1] , чем металлы, отмечая, что, в общем, чем выше энергия ионизации элемента, сродство к электрону и электроотрицательность, тем более неметаллическим является этот элемент. [2] Неметаллы, включая (в ограниченной степени) ксенон и, возможно, радон, обычно существуют в виде анионов или оксианионов в водном растворе; они обычно образуют ионные или ковалентные соединения при соединении с металлами (в отличие от металлов, которые в основном образуют сплавы с другими металлами); и имеют кислотные оксиды , тогда как обычные оксиды почти всех металлов являются основными .
Водород — бесцветный, не имеющий запаха и сравнительно инертный двухатомный газ с плотностью 8,988 × 10−5 г /см3 , который примерно в 14 раз легче воздуха. Он конденсируется в бесцветную жидкость при температуре −252,879 °C и замерзает в твердое вещество, похожее на лед или снег, при температуре −259,16 °C. Твердая форма имеет гексагональную кристаллическую структуру, она мягкая и легко измельчается. Водород является изолятором во всех своих формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1312,0 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (73 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,2). Водород — плохой окислитель (H2 + 2e− → 2H– = –2,25 В при pH 0). Его химия, большая часть которой основана на его тенденции приобретать электронную конфигурацию благородного газа гелия, в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он может образовывать ионные гидриды с высокоэлектроположительными металлами и сплавоподобные гидриды с некоторыми переходными металлами. Обычный оксид водорода ( H 2 O ) является нейтральным оксидом. [n 2]
Бор — блестящее, едва реакционноспособное твердое вещество с плотностью 2,34 г/см3 ( ср. алюминий 2,70), твердое ( MH 9,3) и хрупкое. Он плавится при 2076 °C (ср. сталь ~1370 °C) и кипит при 3927 °C. Бор имеет сложную ромбоэдрическую кристаллическую структуру (CN 5+). Это полупроводник с шириной запрещенной зоны около 1,56 эВ. Бор имеет умеренную энергию ионизации (800,6 кДж/моль), низкое сродство к электрону (27 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,04). Будучи металлоидом, большая часть его химии неметаллическая по своей природе. Бор — плохой окислитель (B 12 + 3 e → BH 3 = –0,15 В при pH 0). Хотя он образует ковалентные связи почти во всех своих соединениях, он может образовывать интерметаллические соединения и сплавы с переходными металлами состава M n B, если n > 2. Обычный оксид бора ( B 2 O 3 ) является слабокислым.
Углерод (как графит, его наиболее термодинамически стабильная форма) представляет собой блестящее и сравнительно инертное твердое вещество с плотностью 2,267 г/см3 , мягкое (MH 0,5) и хрупкое. Он сублимируется в пар при 3642 °C. Углерод имеет гексагональную кристаллическую структуру (CN 3). Он является полуметаллом в направлении своих плоскостей с электропроводностью, превышающей электропроводность некоторых металлов, и ведет себя как полупроводник в направлении, перпендикулярном его плоскостям. Он имеет высокую энергию ионизации (1086,5 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (122 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,55). Углерод является плохим окислителем (C + 4 e − → CH 4 = 0,13 В при pH 0). Его химия в значительной степени ковалентна по своей природе, отметим, что он может образовывать солеподобные карбиды с высокоэлектроположительными металлами. Обычный оксид углерода ( CO2 ) является кислотным оксидом средней силы.
Кремний — металлически выглядящее относительно нереакционноспособное твердое тело с плотностью 2,3290 г/см3 , твердое (MH 6,5) и хрупкое. Он плавится при 1414 °C (для сравнения, сталь ~1370 °C) и кипит при 3265 °C. Кремний имеет кубическую структуру алмаза (CN 4). Он непроводник с шириной запрещенной зоны около 1,11 эВ. [3] Кремний имеет умеренную энергию ионизации (786,5 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (134 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (1,9). Он является плохим окислителем (Si + 4 e → Si 4 = –0,147 при pH 0). Как металлоид, химия кремния в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он может образовывать сплавы с такими металлами, как железо и медь. Обычный оксид кремния ( SiO2 ) является слабокислым .
Германий — блестящее, в основном инертное серо-белое твердое вещество с плотностью 5,323 г/см3 ( примерно две трети плотности железа), твердое (MH 6,0) и хрупкое. Он плавится при 938,25 °C (ср. серебро 961,78 °C) и кипит при 2833 °C. Германий имеет кубическую структуру алмаза (CN 4). Это полупроводник с шириной запрещенной зоны около 0,67 эВ. Германий имеет умеренную энергию ионизации (762 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (119 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,01). Он является плохим окислителем (Ge + 4 e → GeH 4 = –0,294 при pH 0). Как металлоид, химия германия в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он может образовывать сплавы с такими металлами, как алюминий и золото. Большинство сплавов германия с металлами не обладают металлической или полуметаллической проводимостью. Обычный оксид германия ( GeO2 ) является амфотерным.
Азот — бесцветный, не имеющий запаха и относительно инертный двухатомный газ с плотностью 1,251 × 10−3 г /см3 ( немного тяжелее воздуха). Он конденсируется в бесцветную жидкость при температуре -195,795 °C и замерзает в твердое вещество, похожее на лед или снег, при температуре -210,00 °C. Твердая форма (плотность 0,85 г/см3 ; ср. литий 0,534) имеет гексагональную кристаллическую структуру, она мягкая и легко измельчается. Азот является изолятором во всех своих формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1402,3 кДж/моль), низкое сродство к электрону (-6,75 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (3,04). Последнее свойство проявляется в способности азота образовывать обычно прочные водородные связи и его предпочтении к образованию комплексов с металлами, имеющими низкую электроотрицательность, малые катионные радиусы и часто высокие заряды (+3 или более). Азот является плохим окислителем (N 2 + 6 e − → 2NH 3 = −0,057 В при pH 0). Только когда он находится в положительной степени окисления, то есть в сочетании с кислородом или фтором, его соединения являются хорошими окислителями, например, 2NO 3 − → N 2 = 1,25 В. Его химия в значительной степени ковалентна по своей природе; образование анионов энергетически невыгодно из-за сильного межэлектронного отталкивания, связанного с наличием трех неспаренных электронов во внешней валентной оболочке, отсюда его отрицательное сродство к электрону. Обычный оксид азота ( NO ) является слабокислым. Многие соединения азота менее стабильны, чем двухатомный азот, поэтому атомы азота в соединениях стремятся рекомбинировать, если это возможно, и в процессе выделяют энергию и газообразный азот, который можно использовать во взрывных целях.
Фосфор в своей наиболее термодинамически стабильной черной форме представляет собой блестящее и сравнительно инертное твердое вещество с плотностью 2,69 г/см3 , мягкое (MH 2,0) и имеет хлопьевидную структуру. Он возгоняется при 620 °C. Черный фосфор имеет орторомбическую кристаллическую структуру (CN 3). Это полупроводник с шириной запрещенной зоны 0,3 эВ. Он имеет высокую энергию ионизации (1086,5 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (72 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,19). По сравнению с азотом фосфор обычно образует слабые водородные связи и предпочитает образовывать комплексы с металлами, имеющими высокую электроотрицательность, большие катионные радиусы и часто низкие заряды (обычно +1 или +2. Фосфор является плохим окислителем (P 4 + 3 e − → PH 3 – = −0,046 В при pH 0 для белой формы, −0,088 В для красной). Его химия в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он может образовывать солеподобные фосфиды с высокоэлектроположительными металлами. По сравнению с азотом, электроны имеют больше места на фосфоре, что снижает их взаимное отталкивание и приводит к образованию анионов, требующему меньше энергии. Обычный оксид фосфора ( P 2 O 5 ) является кислотным оксидом средней силы.
При оценке периодичности свойств элементов необходимо иметь в виду, что приведенные свойства фосфора, как правило, являются свойствами его наименее стабильной белой формы, а не, как в случае со всеми другими элементами, наиболее стабильной формы. Белый фосфор является наиболее распространенным, промышленно важным и легко воспроизводимым аллотропом. По этим причинам это стандартное состояние элемента. Как это ни парадоксально, он также является термодинамически наименее стабильной, а также наиболее летучей и реакционноспособной формой. Он постепенно превращается в красный фосфор. Это превращение ускоряется светом и теплом, и образцы белого фосфора почти всегда содержат некоторое количество красного фосфора и, соответственно, кажутся желтыми. По этой причине белый фосфор, который состарился или иным образом загрязнен, также называют желтым фосфором. При воздействии кислорода белый фосфор светится в темноте с очень слабым оттенком зеленого и синего. Он легко воспламеняется и пирофорен (самовозгорается) при контакте с воздухом. Белый фосфор имеет плотность 1,823 г/см3 , он мягкий (MH 0,5) как воск, пластичный и его можно резать ножом. Он плавится при 44,15 °C и при быстром нагревании кипит при 280,5 °C; в противном случае он остается твердым и превращается в фиолетовый фосфор при 550 °C. Он имеет объемно-центрированную кубическую структуру, аналогичную структуре марганца, с элементарной ячейкой, состоящей из 58 молекул P4 . Это изолятор с шириной запрещенной зоны около 3,7 эВ.
Мышьяк — это серое, металлически выглядящее твердое вещество, которое стабильно в сухом воздухе, но образует золотисто-бронзовую патину во влажном воздухе, которая чернеет при дальнейшем воздействии. Он имеет плотность 5,727 г/см 3 , является хрупким и умеренно твердым (MH 3,5; больше, чем у алюминия; меньше, чем у железа). Мышьяк возгоняется при 615 °C. Он имеет ромбоэдрическую многоатомную кристаллическую структуру (CN 3). Мышьяк — полуметалл с электропроводностью около 3,9 × 10 4 См•см −1 и перекрытием зон 0,5 эВ. Он имеет умеренную энергию ионизации (947 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (79 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,18). Мышьяк — плохой окислитель (As + 3e → AsH 3 = –0,22 при pH 0). Как металлоид, его химия в основном ковалентная по своей природе, отмечая, что он может образовывать хрупкие сплавы с металлами, и имеет обширную металлоорганическую химию. Большинство сплавов мышьяка с металлами не обладают металлической или полуметаллической проводимостью. Обычный оксид мышьяка ( As 2 O 3 ) является кислотным, но слабо амфотерным.
Сурьма — серебристо-белое твердое вещество с голубым оттенком и блестящим блеском. Она устойчива на воздухе и во влаге при комнатной температуре. Сурьма имеет плотность 6,697 г/см3 и умеренно тверда (MH 3,0; примерно такая же, как у меди). Она имеет ромбоэдрическую кристаллическую структуру (CN 3). Сурьма плавится при 630,63 °C и кипит при 1635 °C. Это полуметалл с электропроводностью около 3,1 × 104 См •см −1 и перекрытием зон 0,16 эВ. Сурьма имеет умеренную энергию ионизации (834 кДж/моль), умеренное сродство к электрону (101 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,05). Это плохой окислитель (Sb + 3e → SbH 3 = –0,51 при pH 0). Как металлоид, его химия в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он может образовывать сплавы с одним или несколькими металлами, такими как алюминий, железо, никель , медь, цинк, олово, свинец и висмут, и имеет обширную металлоорганическую химию. Большинство сплавов сурьмы с металлами имеют металлическую или полуметаллическую проводимость. Распространенный оксид сурьмы ( Sb 2 O 3 ) является амфотерным.
Только в Соединенных Штатах из-за коррозии ежегодно теряется более 10 миллиардов долларов... Большая часть этой коррозии — это ржавление железа и стали... Окислителем, вызывающим всю эту коррозию, обычно является кислород.
МД Джоестен, Л. Хогг и М.Э. Кастельон
в книге «Мир химии» (2007, стр. 217)
Кислород — бесцветный, не имеющий запаха и непредсказуемо реактивный двухатомный газ с газообразной плотностью 1,429 × 10−3 г /см3 ( немного тяжелее воздуха). Он, как правило, нереакционноспособен при комнатной температуре. Таким образом, металлический натрий «сохраняет свой металлический блеск в течение нескольких дней в присутствии абсолютно сухого воздуха и даже может быть расплавлен (т.пл. 97,82 °C) в присутствии сухого кислорода без воспламенения». [5] С другой стороны, кислород может реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями либо спонтанно, либо при правильных условиях, [6] (таких как пламя или искра) [или ультрафиолетовый свет?]. Он конденсируется в бледно-голубую жидкость -182,962 °C и замерзает в светло-голубое твердое вещество при -218,79 °C. Твердая форма (плотность 0,0763 г/см3 ) имеет кубическую кристаллическую структуру, она мягкая и легко крошится. Кислород является изолятором во всех своих формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1313,9 кДж/моль), умеренно высокое сродство к электрону (141 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (3,44). Кислород является сильным окислителем (O2 + 4e → 2H2O = 1,23 В при pH 0). Оксиды металлов в основном имеют ионную природу. [7]
Сера — это ярко-желтое умеренно реакционноспособное [8] твердое вещество. Его плотность составляет 2,07 г/см3 , он мягкий (MH 2,0) и хрупкий. Он плавится до светло-желтой жидкости при температуре 95,3 °C и кипит при температуре 444,6 °C. Сера распространена на Земле в десять раз меньше, чем кислород. Она имеет орторомбическую многоатомную (CN 2) кристаллическую структуру и является хрупкой. Сера является изолятором с шириной запрещенной зоны 2,6 эВ и фотопроводником, что означает, что ее электропроводность увеличивается в миллион раз при освещении. Сера имеет умеренную энергию ионизации (999,6 кДж/моль), высокое сродство к электрону (200 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,58). Это плохой окислитель (S 8 + 2 e − → H 2 S = 0,14 В при pH 0). Химия серы в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что она может образовывать ионные сульфиды с высокоэлектроположительными металлами. Обычный оксид серы (SO 3 ) является сильнокислотным.
.jpg/1280px-Selenium_black_(cropped).jpg)
Селен — это металлически выглядящее, умеренно реакционноспособное [8] твердое вещество с плотностью 4,81 г/см3 , мягкое (MH 2,0) и хрупкое. Он плавится при 221 °C до черной жидкости и кипит при 685 °C до темно-желтого пара. Селен имеет гексагональную многоатомную (CN 2) кристаллическую структуру. Это полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,7 эВ и фотопроводник, что означает, что его электропроводность увеличивается в миллион раз при освещении. Селен имеет умеренную энергию ионизации (941,0 кДж/моль), высокое сродство к электрону (195 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,55). Он является плохим окислителем (Se + 2 e − → H 2 Se = −0,082 В при pH 0). Химия селена в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он может образовывать ионные селениды с высокоэлектроположительными металлами. Обычный оксид селена (SeO 3 ) является сильнокислотным.
Теллур — серебристо-белое, умеренно реакционноспособное, [8] блестящее твердое вещество, плотностью 6,24 г/см3 , мягкое (MH 2,25) и хрупкое. Это самый мягкий из общепризнанных металлоидов. Теллур реагирует с кипящей водой или при свежем осаждении даже при 50 °C, давая диоксид и водород: Te + 2 H 2 O → TeO 2 + 2 H 2 . Он имеет температуру плавления 450 °C и температуру кипения 988 °C. Теллур имеет многоатомную (CN 2) гексагональную кристаллическую структуру. Это полупроводник с шириной запрещенной зоны от 0,32 до 0,38 эВ. Теллур имеет умеренную энергию ионизации (869,3 кДж/моль), высокое сродство к электрону (190 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,1). Он является слабым окислителем (Te + 2 e − → H 2 Te = −0,45 В при pH 0). Химия теллура в значительной степени ковалентна по своей природе, отмечая, что он имеет обширную металлоорганическую химию и что многие теллуриды можно рассматривать как металлические сплавы. Обычный оксид теллура (TeO 2 ) является амфотерным.
Фтор — чрезвычайно токсичный и реактивный бледно-желтый двухатомный газ, который с газообразной плотностью 1,696 × 10−3 г /см3 примерно на 40% тяжелее воздуха. Его экстремальная реакционная способность такова, что он не был выделен (электролизом) до 1886 года и не был выделен химически до 1986 года. Его появление в несвязанном состоянии в природе было впервые сообщено в 2012 году, но это спорно. Фтор конденсируется в бледно-желтую жидкость при -188,11 °C и замерзает в бесцветное твердое вещество [5] при -219,67 °C. Твердая форма (плотность 1,7 г/см −3 ) имеет кубическую кристаллическую структуру, является мягкой и легко измельчается. Фтор является изолятором во всех своих формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1681 кДж/моль), высокое сродство к электрону (328 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (3,98). Фтор является мощным окислителем (F2 + 2e → 2HF = 2,87 В при pH 0); «даже вода в виде пара загорится в атмосфере фтора». [9] Фториды металлов, как правило, имеют ионную природу.
Хлор — раздражающий зеленовато-желтый двухатомный газ, который чрезвычайно реактивен и имеет газообразную плотность 3,2 × 10−3 г /см3 ( примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха). Он конденсируется при температуре -34,04 °C в жидкость янтарного цвета и замерзает при температуре -101,5 °C в желтое кристаллическое вещество. Твердая форма (плотность 1,9 г/см −3 ) имеет орторомбическую кристаллическую структуру, она мягкая и легко измельчается. Хлор является изолятором во всех своих формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1251,2 кДж/моль), высокое сродство к электрону (349 кДж/моль; выше, чем у фтора) и высокую электроотрицательность (3,16). Хлор является сильным окислителем (Cl2 + 2e → 2HCl = 1,36 В при pH 0). Хлориды металлов в основном имеют ионную природу. Обычный оксид хлора (Cl2O7 ) является сильнокислотным .
.png/1280px-Bromine_25ml_(transparent).png){kind=spacer}
Бром — это темно-коричневая двухатомная жидкость, которая весьма реакционноспособна и имеет плотность жидкости 3,1028 г/см 3 . Он кипит при 58,8 °C и затвердевает при -7,3 °C в оранжевое кристаллическое твердое вещество (плотность 4,05 г/см −3 ). Это единственный элемент, помимо ртути, который, как известно, является жидкостью при комнатной температуре. Твердая форма, как и хлор, имеет орторомбическую кристаллическую структуру, она мягкая и легко измельчается. Бром является изолятором во всех своих формах. Он имеет высокую энергию ионизации (1139,9 кДж/моль), высокое сродство к электрону (324 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,96). Бром является сильным окислителем (Br 2 + 2e → 2HBr = 1,07 В при pH 0). Бромиды металлов в основном имеют ионную природу. Нестабильный общий оксид брома (Br 2 O 5 ) является сильнокислым.
Йод, самый редкий из неметаллических галогенов, представляет собой металлическое на вид твердое вещество, умеренно реакционноспособное, с плотностью 4,933 г/см3 . Он плавится при 113,7 °C, превращаясь в коричневую жидкость, и кипит при 184,3 °C, превращаясь в фиолетовые пары. Он имеет орторомбическую кристаллическую структуру с хлопьевидным габитусом. Йод является полупроводником в направлении своих плоскостей с шириной запрещенной зоны около 1,3 эВ и проводимостью 1,7 × 10−8 См •см −1 при комнатной температуре. Это выше, чем у селена, но ниже, чем у бора, наименее электропроводящего из признанных металлоидов. Йод является изолятором в направлении, перпендикулярном его плоскостям. Он имеет высокую энергию ионизации (1008,4 кДж/моль), высокое сродство к электрону (295 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,66). Йод является умеренно сильным окислителем (I 2 + 2 e → 2I − = 0,53 В при pH 0). Йодиды металлов имеют преимущественно ионную природу. Единственный стабильный оксид йода (I 2 O 5 ) является сильнокислотным.
Астат — самый редкий природный элемент в земной коре, встречающийся только как продукт распада различных более тяжелых элементов. Все изотопы астата являются короткоживущими; наиболее стабильным является астат-210 с периодом полураспада 8,1 часа. Астат иногда описывается как, вероятно, черное твердое вещество (предполагая, что он следует этой тенденции) или как имеющий металлический вид. Предполагается, что астат является полупроводником с шириной запрещенной зоны около 0,7 эВ. Он имеет умеренную энергию ионизации (900 кДж/моль), высокое сродство к электрону (233 кДж/моль) и умеренную электроотрицательность (2,2). Астат является умеренно слабым окислителем (At 2 + 2 e → 2At − = 0,3 В при pH 0).
Гелий имеет плотность 1,785 × 10−4 г /см3 ( для сравнения: воздух 1,225 × 10−3 г /см3 ) , сжижается при −268,928 °C и не может быть затвердевшим при нормальном давлении. Он имеет самую низкую температуру кипения из всех элементов. Жидкий гелий проявляет сверхтекучесть, сверхпроводимость и почти нулевую вязкость; его теплопроводность больше, чем у любого другого известного вещества (более чем в 1000 раз больше, чем у меди). Гелий может быть затвердевшим только при −272,20 °C под давлением 2,5 МПа. Он имеет очень высокую энергию ионизации (2372,3 кДж/моль), низкое сродство к электрону (оценивается в −50 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (4,16 χSpec). До сих пор не синтезировано ни одного нормального соединения гелия .
Неон имеет плотность 9,002 × 10−4 г /см3 , сжижается при −245,95 °C и затвердевает при −248,45 °C. Он имеет самый узкий жидкий диапазон среди всех элементов и в жидкой форме имеет более чем в 40 раз большую холодопроизводительность, чем жидкий гелий, и в три раза большую, чем жидкий водород. Неон имеет очень высокую энергию ионизации (2080,7 кДж/моль), низкое сродство к электрону (оценивается в −120 кДж/моль) и очень высокую электроотрицательность (4,787 χSpec). Это наименее реакционноспособный из благородных газов; до сих пор не было синтезировано ни одного нормального соединения неона .
Аргон имеет плотность 1,784 × 10−3 г /см3 , сжижается при −185,848 °C и затвердевает при −189,34 °C. Хотя он нетоксичен, он на 38% плотнее воздуха и поэтому считается опасным удушающим веществом в закрытых помещениях. Его трудно обнаружить, поскольку (как и все благородные газы) он бесцветен, не имеет запаха и вкуса. Аргон имеет высокую энергию ионизации (1520,6 кДж/моль), низкое сродство к электрону (оценивается в −96 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (3,242 χSpec). Одно из интерстициальных соединений аргона , Ar 1 C 60 , является стабильным твердым веществом при комнатной температуре.
Криптон имеет плотность 3,749 × 10−3 г /см3 , переходит в жидкое состояние при −153,415 °C и затвердевает при −157,37 °C. Он имеет высокую энергию ионизации (1350,8 кДж/моль), низкое сродство к электрону (оценивается в −60 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,966 χSpec). Криптон может реагировать с фтором с образованием дифторида KrF2 . Реакция KrF
2с B(OTeF
5)
3производит нестабильное соединение Kr(OTeF
5)
2, содержащий связь криптон- кислород .
Ксенон имеет плотность 5,894 × 10−3 г /см3 , переходит в жидкое состояние при температуре −161,4 °C и затвердевает при температуре −165,051 °C. Он нетоксичен и принадлежит к избранной группе веществ, которые проникают через гематоэнцефалический барьер , вызывая легкую или полную хирургическую анестезию при вдыхании в высоких концентрациях с кислородом. Ксенон имеет высокую энергию ионизации (1170,4 кДж/моль), низкое сродство к электрону (оценивается в −80 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,582 χSpec). Он образует относительно большое количество соединений , в основном содержащих фтор или кислород. Необычным ионом, содержащим ксенон, является катион тетраксенонозолота(II) , AuXe2+
4, который содержит связи Xe–Au. Этот ион встречается в соединении AuXe
4(Сб.)
2Ф
11)
2, и замечателен тем, что имеет прямые химические связи между двумя печально известными нереакционноспособными атомами, ксеноном и золотом , причем ксенон действует как лиганд переходного металла. Соединение Xe
2Сб
2Ф
11содержит связь Xe–Xe, самую длинную из известных связей элемент-элемент (308,71 пм = 3,0871 Å ). Наиболее распространенный оксид ксенона ( XeO 3 ) является сильнокислотным.
Радон, который является радиоактивным, имеет плотность 9,73 × 10−3 г /см3 , переходит в жидкое состояние при температуре −61,7 °C и затвердевает при температуре −71 °C. Он имеет высокую энергию ионизации (1037 кДж/моль), низкое сродство к электрону (оценивается в −70 кДж/моль) и высокую электроотрицательность (2,60 χSpec). Единственными подтвержденными соединениями радона, который является самым редким из встречающихся в природе благородных газов, являются дифторид RnF2 и триоксид RnO3 . Сообщалось, что радон способен образовывать простой катион Rn2 + в растворе фторида галогена, что является весьма необычным поведением для неметалла и к тому же благородного газа. Ожидается, что триоксид радона (RnO3 ) будет кислым.
Оганесон, самый тяжелый элемент в периодической таблице, был синтезирован совсем недавно. Из-за его короткого периода полураспада его химические свойства еще не исследованы. Из-за значительной релятивистской дестабилизации орбиталей 7p 3/2 ожидается, что он будет значительно реактивным и будет вести себя более похоже на элементы группы 14, поскольку он фактически имеет четыре валентных электрона вне псевдоблагородного газового ядра. Его прогнозируемые температуры плавления и кипения составляют 52±15 °C и 177±10 °C соответственно, так что он, вероятно, не является ни благородным, ни газом; ожидается, что он будет иметь плотность около 6,6–7,4 г/см 3 около комнатной температуры. Ожидается, что он будет иметь едва положительное сродство к электрону (оценивается как 5 кДж/моль) и умеренную энергию ионизации около 860 кДж/моль, что довольно мало для неметалла и близко к значениям теллура и астата. Ожидается, что фториды оганесона OgF 2 и OgF 4 покажут значительный ионный характер, что предполагает, что оганесон может иметь по крайней мере начальные металлические свойства. Оксиды оганесона, OgO и OgO 2 , как прогнозируется, будут амфотерными.