- מהם גזים אצילים?
- גילוי גזים אצילים
- מאפייני גז אצילי
- למה הם נקראים גזים אצילים?
- שימושים ויישומים של גזים אצילים
- דוגמאות לגזים אצילים
אנו מסבירים מהם גזים אצילים, כיצד הם התגלו, מהם השימושים שלהם, יישומים, מאפיינים נוספים ודוגמאות.
גזים אצילים כמו הליום בטוחים מאוד בגלל התגובתיות הנמוכה שלהם.מהם גזים אצילים?
ב כִּימִיָה, נקרא גזים אצילים או גזים אינרטיים לסט של יסודות כימיים המרכיבים את קבוצה 18 (VIIIA) של טבלה מחזורית של האלמנטים.
המאפיין העיקרי המשותף שלהם הוא מידת התגובתיות הכימית הנמוכה מאוד שלהם, כלומר נטייתם הנמוכה להיווצרות מולקולות י תרכובות עם אלמנטים אחרים. למעשה, יש רק קבוצה קטנה של תרכובות מגזים אצילים, בניגוד לרוב היסודות הידועים שיכולים ליצור כמות גדולה יותר של תרכובות כימיות.
בתנאים של טֶמפֶּרָטוּרָה י לַחַץ גזים אצילים נפוצים חומרים גז מונוטומי (כלומר, מורכב מיחיד אָטוֹם). רבים מהם נמצאים בפרופורציות שונות ב אוויר המשלב את ה אַטמוֹספֵרָה.
למרות התגובתיות הכימית הנמוכה שלהם, או לפעמים כתוצאה ממנה, ליסודות אלה יש יישומים מגוונים מאוד תַעֲשִׂיָה, והם בדרך כלל בייצור המוני.
גילוי גזים אצילים
רוב הגזים האצילים התגלו במהלך המאה ה-19, כתוצאה ממחקרים על שמש מאת פייר יאנסן (צרפתית, 1824-1907) וג'וזף נורמן לוקייר (בריטי, 1836-1920). אסטרונומים אלה גילו הליום, על שם המילה היוונית (הליוס) בשבילו כוכב.
ההפתעה ב נכסים המאפיינים של האלמנט החדש הזה פתחו את הדלתות לחיפוש אחר דומים אחרים. כך התגלו קריפטון, ניאון וארגון, מהמחקר הכימי של האוויר.
לקראת סוף המאה ה-19, החוקרים הבריטים לורד ריילי (1842-1919) וויליאם רמזי (1852-1916) הניחו את קיומם המשותף של גזים אצילים, שבעזרתם קיבלו את פרס נובל עבור גוּפָנִי וכימיה. רק במאה ה-20 החל ייצור תעשייתי של גזים אלו בקנה מידה גדול, כאשר התגלו יותר מתכונותיהם ושימושיהם.
מאפייני גז אצילי
באופן כללי, גזים אצילים מאופיינים ב:
- מציגים תגובתיות כימית מועטה או ללא, כלומר, הם אינם מגיבים בקלות. הסיבה לכך היא שהשכבה האלקטרונית האחרונה או רמת האנרגיה האחרונה שלה תמיד מלאה.
- תהיה חסר צֶבַע, ריח וטעם.
- הצג נקודות התכה י רְתִיחָה קרוב מאוד ונמוך מאוד, עם הבדל של בקושי 10 מעלות צלזיוס, כך שהם כמעט תמיד בפנים מצב גזי, למרות שניתן להפוך אותם ל נוזל רק בטווחי טמפרטורות מדויקים מאוד.
- מתנהגים כגזים אידיאליים בתנאים רגילים של לחץ וטמפרטורה (1atm ו-0 ºC), כלומר, ניתן להתייחס לכך שהם חלקיקים הם אינם מקיימים אינטראקציה ועומדים במשוואת המצב עבור גזים אידיאליים:
איפה:
-
- פ. הוא מייצג את לחץ הגז ומתבטא באטמוספרות (atm) או ביחידות שוות.
- V. מייצג את כרך של גז והוא מבוטא בליטרים (L) או יחידות שוות.
- נ. מייצג את כמות החומר בגז ומתבטא ב שומות (מול).
- ר. זהו קבוע הגז האידיאלי ויש לו ערך של 8.314 ג'אול / מול קלווין (J / מול K).
- ט. הוא מייצג את הטמפרטורה של הגז והוא מתבטא בקלווין (K) או ביחידות שוות.
- במקרה של הליום, יש לו תכונות מאוד מסוימות: יש לו נקודות התכה ורתיחה נמוכות יותר מכל חומר מוכר, הוא היסוד היחיד שמציג נזילות-על (מצב של הנוזל שאינו קיים צְמִיגוּת, כלומר זורם ללא חיכוך), ואי אפשר להפוך אותו מוצק בתנאי לחץ סטנדרטיים.
למה הם נקראים גזים אצילים?
בתחילה, היסודות הללו כונו "גזים אינרטים" או "גזים נדירים", שכן חשבו בזמנו שהם יסודות אינרטיים לחלוטין מבחינה כימית ולכן נדירים מאוד בעולם. עוֹלָם. שני המאפיינים התבררו כשקריים.
כיום מועדף "גזים אצילים", תרגום של "אדלגס", המונח הגרמני שבו הטביל אותם הכימאי הוגו ארדמן (1862-1910) בשנת 1898. ארדמן לקח את השם הזה מה"מתכות האצילות" כמו זהב, שתגובתם מתונה מאוד. אז, כשם שהזהב נטה להישאר טהור ולשמור על אצילותו, כך גם גזים אלה.
שימושים ויישומים של גזים אצילים
לאלמנטים אלה יש שימושים רבים עבור בן אדם, כמו:
- מבודדים בשל התגובתיות הנמוכה שלהם ניתן להשתמש בהם כדי להכיל חומרים מאוד תגובתיים או מסוכנים.
- חומרי קירור קריוגניים. דרך תהליכים שמחלצים חוֹם ולהקטין את לַחַץ, גזים הופכים לנוזלים, והנוזלים הללו אידיאליים לשמירה על מכונות עדינות כגון מגנטים מוליכים או ציוד תהודה מגנטית גרעינית. הליום נמצא בשימוש נרחב למטרה זו.
- רכיב נושם. הליום מעורבב עם גזים אחרים משמש במיכלים של אסטרונאוטים וצוללנים, שכן הוא מפחית את ההשפעה הנרקוטית של מה שמכונה "מחלת העומק", הנגרמת מריכוז גבוה של גזים בדם וברקמות. מכיוון שלהליום יש מסיסות ירודה, יש פחות סיכוי שהוא יעבור דרכו ממברנות תאים.
- מלא בבלונים מתנפחים או ספינות אוויר. ניתן להשתמש בהליום לניפוח בלונים מכיוון שהוא קל יותר מאוויר ובטוח מאוד, תחליף מושלם למימן שהוא דליק מאוד.
- תְאוּרָה. ניתן להשתמש בניאון, קסנון, ארגון וקריפטון ולמלא אותם בנורות ליבון כדי לייצר צבעים ספציפיים של אוֹר, במה שאנו מכנים בדרך כלל "אורות ניאון".
- לעשות לייזרים. הם משמשים לעתים קרובות בניתוחים או הליכים תעשייתיים.
דוגמאות לגזים אצילים
הגזים האצילים הם רק שבעה:
- הליום (הוא). זהו היסוד השני בשכיחותו ביקום הידוע. אחת הדרכים להשיג אותו היא כתוצר של תגובות היתוך מימן בלב ה- כוכבים. יש לו את המוזרות של לשנות את הקול האנושי בשאיפה ולהיות הרבה יותר קל מאוויר.
- ניאון (Ne). עוד יסוד שופע ביקום הידוע. הוא משמש לייצור מנורות פלורסנט מכיוון שהוא נותן להן צבע אדום. הוא משמש במיוחד בייצור טלוויזיות. הוא נמצא בשימוש נרחב גם בייצור הלייזר He-Ne.
- ארגון (Ar). אחד הגזים הנפוצים באוויר שאנו נושמים, הוא נמצא בשימוש נרחב כמבודד תעשייתי ובהשגת לייזרים.
- קריפטון (Kr). למרות שהוא גז אצילי, הוא יכול להגיב עם פלואור ועוד כמה חומרים בעלי אלקטרושליליות גבוהה, ויש לו שישה איזוטופים יציבים ושבעה עשר איזוטופים רדיואקטיביים.
- קסנון (Xe). זהו גז כבד מאוד, הקיים רק בעקבות באטמוספירה של כדור הארץ. זה היה הראשון מבין הגזים האצילים שיוצרו באופן מלאכותי.
- ראדון (Rn). תוצאה של ריקבון רדיואקטיבי של יסודות כמו רדיום או אקטיניום (מסיבה זו נקרא בעבר אקטינון), הוא גז אצילי אך רדיואקטיבי, שהאיזוטופ היציב ביותר שלו יכול להחזיק מעמד לכל היותר 3.8 ימים, לפני התפוררות לפולוניום-218.
- אוגנסון (אוג). המכונה גם אקה-נביעה, ununoctium (Uuo) או יסוד 118, הגז האציל המסתורי הזה הוא מאוד רדיואקטיבי ומקורו סינתטי, כלומר אינו קיים ב טֶבַע. זה "התגלה" ב-2002.