Как взаимодействуют атомы He и Xe

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов He и 10 моль атомов Xe в газовой фазе, с учётом следующих допущений:

  • Приведён равновесный состав системы в указанном интервале температур при давлении 1 атм.
  • Каждое вещество рассматривается как индивидуальная фаза.
  • Фаза каждого конкретного газа-продукта не образует газовых растворов с другими фазами.
10 He + 10 Xe298–3000 K10 He (gas) + 10 Xe (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Xe и He*

Анализ термодинамического равновесия системы гелия и ксенона в широком температурном интервале от 298 до 3000 К демонстрирует полное отсутствие химического взаимодействия между компонентами. Подобное поведение обусловлено фундаментальными электронными характеристиками инертных газов, обладающих полностью заполненными внешними электронными оболочками. Высокая энергия ионизации и крайне низкое сродство к электрону делают образование ковалентных или ионных связей между этими элементами энергетически невыгодным при стандартном давлении.

Даже значительный подвод тепловой энергии, приводящий систему к температуре 3000 К, не вызывает синтеза новых фаз, так как гипотетические соединения HeXe обладают крайне низкой термодинамической устойчивостью и характеризуются положительной энергией Гиббса образования. В данной системе превалируют исключительно слабые дисперсионные силы Лондона, которые в газовой фазе при атмосферном давлении не способны привести к образованию устойчивых ассоциатов или молекулярных комплексов. С точки зрения кинетики, взаимодействие между данными атомами практически невозможно из-за отсутствия доступных путей с низким активационным барьером.

Подобные расчеты имеют принципиальное значение при моделировании составов рабочих тел в высокотемпературных установках, проектировании газоразрядных приборов или анализе атмосфер экзопланет. Подтверждение химической инертности компонентов позволяет рассматривать такую смесь как идеальный газ, где термодинамические свойства определяются исключительно законом Дальтона, а состав системы остается неизменным вне зависимости от термического воздействия в указанном диапазоне.



* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.