تويت
ما هي الغازات النادرة أو الغازات الخاملة
تحتل مجموعةٌ من الغازات آخر عمودٍ ضمن الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، وتدعى باسم الغازات النادرة أو الغازات الخاملة أو النبيلة وفق بعض التسميات، والتي تتشارك جميعها بصفةٍ واحدةٍ أهمها أن مدار الإلكترونات الخارجي لهذه الذرات ممتلئٌ تمامًا، وجميعها عناصر غير قابلةٍ للتفاعل مع المواد الأخرى، كما تمتلك طاقة تأين مرتفعةً، وكهرسلبية قريبةً من الصفر، ودرجة غليان منخفضة.
أهم وأشهر الغازات الخاملة في الطبيعة
كما أشرنا، تدعى أيضًا بالغازات النبيلة؛ وهي مجموعة غازاتٍ لا تتفاعل مع المواد الأخرى لهذا دعيت بالخاملة كيميائيًّا، أي أن ذراتها لا تتحد مع ذرات المواد الأخرى أثناء التفاعلات الكيميائية.
تتواجد في طبيقات الغلاف الجوي للأرض، وهي الهيليوم والأرجون والنيون والزينون والرادون والأوغانيسون إضافةً لغاز الكريبتون، حيث اكتُشفت معظم الغازات الخاملة في الفترة الممتدة بين منتصف الثمانينات وصولًا إلى أواخرها فكان غاز الهيليوم أولًا ليتبعه الأرجون.
يرمز له He، وإنّ العدد الذري خاصّته هو 2 وهو غازٌ خفيفٌ للغاية وخاملٌ ضمن درجة حرارة الغرفة وضغطها، ولا يعرف منه سوا الغاز السائل غير القابل لتحويله إلى الحالة الصلبة مهما انخفضت درجة حرارته، ولأن غاز الهيليوم خفيفٌ للغاية يمكنه الارتفاع في الجو عاليًّا ليصل إلى الفضاء.
يرمز له Ar، عدده الذري 18 وهو من الغازات الخاملة عديمة اللون والرائحة، وقد أطلق عليه هذا الاسم مشتقًا من الكلمة اللاتينية Lazy التي تعني كسول نظرًا لقلة تفاعله مع المركبات الأخرى، يوجد الأرجون في الأرض على شكل نظير الأرجون 40 الناتج عن عملية التحلل الإشعاعي للبوتاسيوم 40، بينما ينتج في الفضاء من النجوم حيث تندمج نواتا هيدروجين أو جزيئات ألفا مع السيليكون 32 ليتشكل نظير الأرجون 36.
يستخدم غاز الأرجون في العمليات التي تحتاج لجوٍّ خاملٍ غير متفاعلٍ كعمليات اللحام مثلًا، إضافةً لاعتباره عازلًا جيدًا يضخ في بدلات الغواصين للحفاظ على درجة حرارتهم في أعماق البحار، كما يساعد في الحفاظ على الآثار وبقية المكتشفات القديمة التي تعود إلى العصور القديمة.
يرمز له Kr، وعدده الذري 36، موجود ضمن المجموعة 18 من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية وهو من الغازات النادرة عديمة اللون والرائحة والطعم، وأثقل من الهواء بحوالي ثلاث مرات إضافةً لكونه أحادي الذرة. يتواجد في الغلاف الجوي للأرض، وتصل نسبته إلى 1.14 جزء في المليون إضافةً لوجود أثر له في النيازك والمعادن.
اكتشف الكيميائي البريطاني ويليام وافري والكيميائي موريس ترافرز الكريبتون عام 1898 في البقايا الناتجة عن غليان عينة من الهواء المسال، واعتقد لسنواتٍ عديدةٍ أنه أكثر الغازات النادرة خمولًا، لا وبل إنه خاملٌ بشكلٍ كاملٍ وغير نشطٍ نهائيًّا، لكن في بداية الستينيات اكتشف أن الكريبتون قادرٌ على التفاعل مع عنصر الفلور إذا ما وُضعا في أنبوبٍ خاصٍ لينتج مركب ثنائي فلوريد الكريتون.
يُستخدم غاز الكريبتون في صناعة المصابيح الكهربائية ومصابيح فلورسنت والمصابيح المستخدمة لالتقاط الصور عالية السرعة.
يرمز له Ne عدده الذري 10 ويتكون من مزيجٍ من النظائر المستقرة، يستخدم لإطلاق أشعة الليزر وفي صناعة الثلاجات ويشابه تمامًا غاز الهيليوم كونه غازًا خاملًا في معظم الظروف لكنه يوجد على هيئة أيونات ومركبات قفصية، كما يتميز النيون بقدرته على الإضاءة عند تهيج أيونات ليصدر لون مميز هو البرتقالي القريب للأحمر.
يرمز له Xe، وعدده الذري 54، وهو واحدٌ من الغازات النادرة في الطبيعة؛ إذ يتركّب من خليطٍ من النظائر المستقرة، ويتميز الزينون الخام أو النقي أنه خاملٌ وغير سامٍ وقادرٌ على تكوين مركباتٍ سامةٍ يمكن تلوينها كونها تظهر قابلية قوية للأكسدة، يُستخدم هذا الغاز في صناعة المصابيح المكتبية وبعض أنواع مصابيح السيارات.
يرمز له Rn عدده الذري 86، وهو أحد أثقل الغازات النادرة ويتميز أن كافة نظائره مشعةٌ وأنه غازٌ لا لون له إذا وجد ضمن ظروفٍ محددةٍ، بينما يصبح فوسفوريًّا عندما يتحول إلى سائل فيشع منه لونٌ أصفر ثم يتحول إلى اللون الأحمر.
يرمز له Og عدده الذري 188 أحد الغازات النبيلة أو الخاملة وأكثرها نشاطًا ويمتلك أعلى عدد ذري بين عناصر الجدول الدوري، كما يُعتبر عنصرًا مشعًا للغاية لذلك استخرج العلماء عددًا قليلًا من ذرات غاز الأوغانيسون، حيث يُعتقد أنه سيتحول إلى الحالة والسائلة أو الصلبة إذا ما وضع بدرجة حرارة الغرفة.
تحتل مجموعةٌ من الغازات آخر عمودٍ ضمن الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، وتدعى باسم الغازات النادرة أو الغازات الخاملة أو النبيلة وفق بعض التسميات، والتي تتشارك جميعها بصفةٍ واحدةٍ أهمها أن مدار الإلكترونات الخارجي لهذه الذرات ممتلئٌ تمامًا، وجميعها عناصر غير قابلةٍ للتفاعل مع المواد الأخرى، كما تمتلك طاقة تأين مرتفعةً، وكهرسلبية قريبةً من الصفر، ودرجة غليان منخفضة.
أهم وأشهر الغازات الخاملة في الطبيعة
كما أشرنا، تدعى أيضًا بالغازات النبيلة؛ وهي مجموعة غازاتٍ لا تتفاعل مع المواد الأخرى لهذا دعيت بالخاملة كيميائيًّا، أي أن ذراتها لا تتحد مع ذرات المواد الأخرى أثناء التفاعلات الكيميائية.
تتواجد في طبيقات الغلاف الجوي للأرض، وهي الهيليوم والأرجون والنيون والزينون والرادون والأوغانيسون إضافةً لغاز الكريبتون، حيث اكتُشفت معظم الغازات الخاملة في الفترة الممتدة بين منتصف الثمانينات وصولًا إلى أواخرها فكان غاز الهيليوم أولًا ليتبعه الأرجون.
- الهيليوم
يرمز له He، وإنّ العدد الذري خاصّته هو 2 وهو غازٌ خفيفٌ للغاية وخاملٌ ضمن درجة حرارة الغرفة وضغطها، ولا يعرف منه سوا الغاز السائل غير القابل لتحويله إلى الحالة الصلبة مهما انخفضت درجة حرارته، ولأن غاز الهيليوم خفيفٌ للغاية يمكنه الارتفاع في الجو عاليًّا ليصل إلى الفضاء.
- الأرجون
يرمز له Ar، عدده الذري 18 وهو من الغازات الخاملة عديمة اللون والرائحة، وقد أطلق عليه هذا الاسم مشتقًا من الكلمة اللاتينية Lazy التي تعني كسول نظرًا لقلة تفاعله مع المركبات الأخرى، يوجد الأرجون في الأرض على شكل نظير الأرجون 40 الناتج عن عملية التحلل الإشعاعي للبوتاسيوم 40، بينما ينتج في الفضاء من النجوم حيث تندمج نواتا هيدروجين أو جزيئات ألفا مع السيليكون 32 ليتشكل نظير الأرجون 36.
يستخدم غاز الأرجون في العمليات التي تحتاج لجوٍّ خاملٍ غير متفاعلٍ كعمليات اللحام مثلًا، إضافةً لاعتباره عازلًا جيدًا يضخ في بدلات الغواصين للحفاظ على درجة حرارتهم في أعماق البحار، كما يساعد في الحفاظ على الآثار وبقية المكتشفات القديمة التي تعود إلى العصور القديمة.
- الكريبتون
يرمز له Kr، وعدده الذري 36، موجود ضمن المجموعة 18 من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية وهو من الغازات النادرة عديمة اللون والرائحة والطعم، وأثقل من الهواء بحوالي ثلاث مرات إضافةً لكونه أحادي الذرة. يتواجد في الغلاف الجوي للأرض، وتصل نسبته إلى 1.14 جزء في المليون إضافةً لوجود أثر له في النيازك والمعادن.
اكتشف الكيميائي البريطاني ويليام وافري والكيميائي موريس ترافرز الكريبتون عام 1898 في البقايا الناتجة عن غليان عينة من الهواء المسال، واعتقد لسنواتٍ عديدةٍ أنه أكثر الغازات النادرة خمولًا، لا وبل إنه خاملٌ بشكلٍ كاملٍ وغير نشطٍ نهائيًّا، لكن في بداية الستينيات اكتشف أن الكريبتون قادرٌ على التفاعل مع عنصر الفلور إذا ما وُضعا في أنبوبٍ خاصٍ لينتج مركب ثنائي فلوريد الكريتون.
يُستخدم غاز الكريبتون في صناعة المصابيح الكهربائية ومصابيح فلورسنت والمصابيح المستخدمة لالتقاط الصور عالية السرعة.
- النيون
يرمز له Ne عدده الذري 10 ويتكون من مزيجٍ من النظائر المستقرة، يستخدم لإطلاق أشعة الليزر وفي صناعة الثلاجات ويشابه تمامًا غاز الهيليوم كونه غازًا خاملًا في معظم الظروف لكنه يوجد على هيئة أيونات ومركبات قفصية، كما يتميز النيون بقدرته على الإضاءة عند تهيج أيونات ليصدر لون مميز هو البرتقالي القريب للأحمر.
- الزينون
يرمز له Xe، وعدده الذري 54، وهو واحدٌ من الغازات النادرة في الطبيعة؛ إذ يتركّب من خليطٍ من النظائر المستقرة، ويتميز الزينون الخام أو النقي أنه خاملٌ وغير سامٍ وقادرٌ على تكوين مركباتٍ سامةٍ يمكن تلوينها كونها تظهر قابلية قوية للأكسدة، يُستخدم هذا الغاز في صناعة المصابيح المكتبية وبعض أنواع مصابيح السيارات.
- الرادون
يرمز له Rn عدده الذري 86، وهو أحد أثقل الغازات النادرة ويتميز أن كافة نظائره مشعةٌ وأنه غازٌ لا لون له إذا وجد ضمن ظروفٍ محددةٍ، بينما يصبح فوسفوريًّا عندما يتحول إلى سائل فيشع منه لونٌ أصفر ثم يتحول إلى اللون الأحمر.
- الأوغانيسون
يرمز له Og عدده الذري 188 أحد الغازات النبيلة أو الخاملة وأكثرها نشاطًا ويمتلك أعلى عدد ذري بين عناصر الجدول الدوري، كما يُعتبر عنصرًا مشعًا للغاية لذلك استخرج العلماء عددًا قليلًا من ذرات غاز الأوغانيسون، حيث يُعتقد أنه سيتحول إلى الحالة والسائلة أو الصلبة إذا ما وضع بدرجة حرارة الغرفة.