اقرأ في هذا المقال
- ما هي خصائص الغازات النبيلة
- سمات عناصر الغازات النبيلة
- ما هي عناصر الغازات النبيلة
- لماذا سميت الغازات النبيلة بالغازات الخاملة
- استخدامات عناصر الغازات النبيلة
- هل من الممكن أن ترتبط الغازات النبيلة بعناصر أخرى
الغازات النبيلة: هي أي من العناصر الكيميائية السبعة التي تتكون منها المجموعة 18 (VIII) من الجدول الدوري وتسمى أيضاً بالغازات الخاملة وإنّها الغازات الأكثر استقرارًا نظرًا لوجود أكبر عدد ممكن من إلكترونات التكافؤ التي يمكن أن يحملها غلافها الخارجي.
ما هي خصائص الغازات النبيلة
- تزيد الكتلة الذرية ونقطة الغليان ونصف القطر الذري أسفل مجموعة في الجدول الدوري.
- تتناقص طاقة التأين الأولى أسفل مجموعة في الجدول الدوري.
- تمتلك الغازات النبيلة أكبر طاقات التأين، ممّا يعكس خمولها الكيميائي.
- المجموعة السفلية 18 يزيد نصف القطر الذري والقوى بين الذرية؛ ممّا يؤدي إلى زيادة نقطة الانصهار، نقطة الغليان والمحتوى الحراري للتبخر والقابلية للذوبان.
- الزيادة في الكثافة أسفل المجموعة مرتبطة بالزيادة في الكتلة الذرية. نظرًا لأن الذرات تتزايد في الحجم الذري أسفل المجموعة، فإنّ السحب الإلكترونية لهذه الذرات غير القطبية تصبح مستقطبة بشكل متزايد، ممّا يؤدي إلى ضعف القوى بين الذرات وبالتالي فإنّ تكوين السوائل والمواد الصلبة يمكن الوصول إليه بسهولة أكبر لهذه العناصر الثقيلة بسبب نقاط انصهارها وغليانها.
سمات عناصر الغازات النبيلة
- عديمة اللون والرائحة والطعم.
- غير قابلة للاشتعال.
- ذراتها وحيدة، أي لا تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتكوين مركبات.
- لها توزيع إلكتروني مستقر.
- توجد في الظروف القاسية جميعها عديمة الرائحة وعديمة اللون وذات ذرات وحيدة،
- بالإضافة إلى أن فعاليتها الكيميائية منخفضة جداً.
نظرًا لأن الأصداف الخارجية للغازات النبيلة ممتلئة، فهي مستقرة للغاية وتميل إلى عدم تكوين روابط كيميائية ولديها ميل صغير لاكتساب أو فقدان الإلكترونات، في ظل الظروف القياسية يتصرف جميع أعضاء مجموعة الغازات النبيلة بالمثل.
ما هي عناصر الغازات النبيلة
الغازات النبيلة هي غازات عديمة اللون والرائحة والطعم وغير قابلة للاشتعال وتستخدم في العديد من الظروف عند الحاجة إلى عنصر مستقر للحفاظ على بيئة آمنة وثابتة. كما قد تمّ تصنيفها تقليديًا بالمجموعة 0 في الجدول الدوري لأنّه لعقود بعد اكتشافها كان يُعتقد أنها لا تستطيع الارتباط بذرات أخرى؛ أي أنّ ذراتهم لا يمكن أن تتحد مع ذرات العناصر الأخرى لتشكيل مركبات كيميائية. أدت هياكلها الإلكترونية واكتشاف أنّ بعضها يشكل بالفعل مركبات إلى التسمية الأكثر ملاءمة المجموعة 18.
وتشمل العناصر التالية
- الهيليوم (He).
- النيون (Ne).
- الآرجون (Ar).
- الكريبتون (Kr).
- الزينون (Xe).
- الرادون (Rn).
- والأوغانيسون (Og).
لماذا سميت الغازات النبيلة بالغازات الخاملة
عندما تمّ اكتشاف عناصر المجموعة النبيلة والتعرف عليها كان يُعتقد أنّها نادرة للغاية فضلاً عن أنّها خاملة كيميائيًا، وبالتالي تمّ تسمية تلك العناصر بالغازات النادرة أو الخاملة، من المعروف الآن مع ذلك أنّ العديد من هذه العناصر متوفرة بكثرة على الأرض وفي بقية الكون، لذا فإنّ التسمية النادرة مضللة وبالمثل فإنّ استخدام المصطلح خامل له عيب أّنه يشير إلى السلبية الكيميائية؛ ممّا يشير إلى أنّه لا يمكن تكوين مركبات المجموعة (18) في الكيمياء، تشير كلمة “نبيل” منذ فترة طويلة إلى إحجام المعادن مثل الذهب والبلاتين عن الخضوع لتفاعل كيميائي وهو ينطبق بنفس المعنى على مجموعة الغازات المشمولة هنا.
باستخدام وصف بوهر لقذائف الإلكترون تمتلك الذرات السعيدة أغلفة كاملة وجميع الغازات النبيلة لها غلاف خارجي كامل بثمانية إلكترونات. لكن يوجد في الجزء العلوي من الغازات النبيلة القليل من الهيليوم (He) مع غلاف مليء بإلكترونين فقط، حقيقة أنّ غلافها الخارجي ممتلئ يعني أنّهم سعداء تمامًا ولا يحتاجون إلى التفاعل مع العناصر الأخرى وفي الواقع نادراً ما تتحد مع العناصر الأخرى وإنّ عدم التفاعل هذا هو سبب تسميتهم بالخمول.
تتناقص وفرة الغازات النبيلة مع زيادة عددها الذري، على سبيل المثال الهيليوم هو العنصر الأكثر وفرة في الكون ما عدا الهيدروجين وجميع الغازات النبيلة موجودة في الغلاف الجوي للأرض باستثناء الهيليوم والرادون، فإنّ مصدرها التجاري الرئيسي هو الهواء الذي يتم الحصول عليها منه عن طريق الإسالة والتقطير التجزيئي، يتم إنتاج معظم الهيليوم تجاريًا من بعض آبار الغاز الطبيعي عادةً ما يتم عزل الرادون كمنتج للتحلل الإشعاعي لمركبات الراديوم تتحلل نوى ذرات الراديوم تلقائيًا عن طريق إصدار الطاقة والجسيمات ونواة الهليوم (جسيمات ألفا) وذرات الرادون.
استخدامات عناصر الغازات النبيلة
لأنّ هذه العناصر لا تحب التفاعل فنحن لا نستخدمها، ستجد غازات نبيلة في جميع أنحاء عالمنا وفي الحقيقة يوجد لها عدّة استخدامات، على سبيل المثال: يستخدم النيون في اللافتات الإعلانية ويستخدم الأرجون في المصابيح الكهربائية. يستخدم الهيليوم في البالونات وتبريد الأشياء، ويستخدم الزينون في المصابيح الأمامية للسيارات الجديدة،، نظرًا لخصائصها الكيميائية تُستخدم هذه الغازات أيضًا في المختبر للمساعدة في تثبيت التفاعلات التي عادةً ما تستمر بسرعة كبيرة.
تُستخدم الغازات النبيلة في العديد من التطبيقات، تشمل:
- الإنارة، مثل مصابيح النيون.
- الطب، مثل غاز الهيليوم المستخدم في جراحة العيون.
- الصناعة، مثل غاز الأرغون المستخدم لحماية المعادن من التآكل.
عندما نتحرك لأسفل في الجدول الدوري مع زيادة الأعداد الذرية تصبح العناصر أكثر ندرة، إنّها ليست نادرة في الطبيعة فحسب ولكنها نادرة كعناصر مفيدة أيضًا.
هل من الممكن أن ترتبط الغازات النبيلة بعناصر أخرى
في الحقيقة قد تفعل بعض العناصر ذلك، منذ حوالي 40 عامًا تمكن العلماء من صنع بعض المركبات بغازات نبيلة، حيث تمّ استخدام بعضها في المركبات لصنع المتفجرات بينما يستخدم البعض الآخر في تكوين مركبات في المختبر. لذلك قد نجد في بعض الأحيان الغازات النبيلة مرتبطة بعناصر أخرى.
ملاحظة عن الغازات النبيلة
- الأوغانيسون هو عنصر اصطناعي تم إنتاجه في المختبر.
- الرادون هو عنصر مشع ضار بالصحة.
