الخصائص الكيميائية للغــازات النبيلة وأهميتها

الخصائص الكيميائية للغازات النبيلة

تتميز الغازات النبيلة بعدة خصائص كيميائية، وهي كالتالي:

• هذه الغازات عديمة الرائحة.
• تُعتبر غير قابلة للاشتعال.
• لا تمتلك لوناً.
• جميعها موصلة للكهرباء عدا عنصر النيون.
• غير قابلة للذوبان في الماء.
• نادراً ما تتفاعل مع العناصر الأخرى لتكوين روابط كيميائية، وذلك نتيجة لعدم ميلها لاكتساب أو فقدان الإلكترونات. إلا أن الزينون يعد الغاز النبيل الوحيد الذي يمكن أن يشكل مركبات مع الفلورايد أو الأكسيد.

الخصائص الفيزيائية للغازات النبيلة

تتضمن الخصائص الفيزيائية للغازات النبيلة ما يلي:

• تتناقص طاقة التأين ضمن المجموعة عند الانتقال للأسفل.
• يزداد الحجم الذري عند التحرك للأسفل في المجموعة.
• جميع العناصر النبيلة توجد في الحالة الغازية.
• درجة انصهار وغليان جميع الغازات النبيلة منخفضة للغاية.
• تمتلك الغازات النبيلة أعلى طاقة للتأين.
• تتميز بكثافة منخفضة.
• تعتبر موصلات ضعيفة للحرارة.

يوضح الجدول التالي بعض الخصائص الكيميائية والفيزيائية لكل عنصر:

تعريف الغازات النبيلة

الغازات النبيلة، المعروفة أيضاً بالغازات الخاملة، تتمثل في عناصر المجموعة 18 في الجدول الدوري وهي لا تتفاعل مع بقية العناصر. يُنسب الفضل في اكتشاف هذه الغازات إلى الكيميائيين ويليام رامزي وجون ويليام، حيث كانا قد أعلنا في عام 1894 عن اكتشاف الأرغون كأول غاز نبيل يتم التعرف عليه.

في عام 1895، قام الكيميائي الفرنسي هنري مويسان بمحاولة لإحداث تفاعل بين الفلور والأرغون، نظراً لكون الفلور العنصر الأكثر تفاعلاً في الجدول الدوري. لكن جميع المحاولات التي قام بها العلماء في تلك الفترة كانت غير ناجحة في إنشاء مركبات كيميائية مع الأرغون.

الغازات النبيلة

تتضمن الغازات النبيلة غازاً مصنّعاً واحداً وهو الأوغانيسون بالإضافة إلى ستة غازات طبيعية، وتشمل:

• الهيليوم.
• النيون.
• الأرغون.
• الكريبتون.
• الزينون.
• الرادون.
• الأوغانيسون.

مصادر الغازات النبيلة

يُعتبر الهيليوم من أكثر العناصر وفرة في الكون، حيث يتم إنتاجه تجارياً من آبار الغاز الطبيعي. جميع الغازات النبيلة توجد في الغلاف الجوي للأرض ما عدا الهيليوم والرادون، اللذان يتواجدان في الهواء ويتم استخلاصهما باستخدام عملية التقطير التجزيئي. أما الرادون، فهو نتاج التحلل الإشعاعي لمركبات الراديوم، حيث يُنتج من تحلل نوى ذرّات الراديوم طبيعياً عن طريق انبعاث الطاقة والجسيمات ونواة الهيليوم (جسيمات ألفا).

استخدامات الغازات النبيلة

تتميز الغازات النبيلة بتنوع استخداماتها، ومن أبرز استخدامات كل عنصر منها:

هيليوم

الهيليوم يستخدم في المجالات التالية:

• يوفر جوًا وقائيًا خاملًا في صناعة الألياف الضوئية وأشباه الموصلات.
• يُستخدم للحفاظ على برودة أجهزة الأقمار الصناعية.
• تتمثل أحد استعمالاته في توفير غلاف جوي اصطناعي للغواصين يتكون من 80٪ هيليوم و20٪ أكسجين.
• يُستخدم في تبريد الأكسجين السائل والهيدروجين.

نيون

يستخدم النيون في عدة تطبيقات، منها:

• صناعة الليزر، وأضواء النيون، وإشارات التحذير الضوئية.
• يُستخدم في تصنيع مانع الصواعق ومعدات الغوص.

أرجون

تتضمن استخدامات الأرجون ما يلي:

• تحتوي إطارات السيارات على الأرجون لحماية المطاط وتقليل الضوضاء.
• مستخدمة في تصنيع أنابيب الفلورسنت والمصابيح منخفضة الطاقة.
• يُستخدم في إنتاج التيتانيوم.
• يُستخدم في عمليات اللحام لحماية المواد من التآكل الناتج عن الأكسجين.

كريبتون

تستخدم الكريبتون في:

• كغاز لتعبئة المصابيح الموفرة للطاقة.
• مصابيح الفلاش في التصوير الفوتوغرافي.
• بعض أنواع الليزر في الصناعة.

زينون

يُستخدم في العديد من التطبيقات مثل:

• مصابيح الفلاش الإلكترونية عالية السرعة.
• تستخدم مصابيح الزينون كمبيدات للجراثيم أثناء إعداد ومعالجة الطعام.
• تستخدم في معالجة الياقوت باستخدام الليزر.
• يُستخدم أحد مركباته في تصنيع أدوية لعلاج أنواع معينة من السرطان.

رادون

يتضمن الاستخدامات المتعلقة بالرادون ما يلي:

• يُستفاد من تحلل العنصر في علاج السرطان.
• يتم استخدامه لعلاج الأورام من خلال توجيهه مباشرة نحو الورم.