الغازات الخاملة أو كما تعرف بالغازات النبيلة هي مجموعة من الغازات المتواجدة في آخر عمود في الجدول الدوري، وتتشارك جميعها بأغلب الصفات، ولعل أهم تلك الصفات هي امتلأ مدار الإلكترونات الخارجي في ذرات تلك الغازات، أي أن جميعها من العناصر غير القابلة للتفاعل مع العناصر الأخرى، بالإضافة لامتلاكها طاقة تأين عالية، مع درجة غليان منخفضة، وكهرسلبية متقاربة للصفر.

وتتواجد هذه الغازات في طبقات الغلاف الجوي، وهي الأرجون والهيليوم والزينون والنيون والأوغانيسون والرادون، بالإضافة لغاز الكريبتون، واكتُشفت أغلبية هذه الغازات الخاملة خلال منتصف الثمانينات، حيث كان غاز الهيليوم أول الغازات الخاملة المكتشفة حينها وتلاه غاز الأرجون. ولكل من هذه الغازات مجموعة من الخصائص وفق التالي:

  • الهليوم: يرمز له He، وعدده الذري يساوي 2، وهو من الغازات الخفيفة جدًا والخاملة في ضغط ودرجة حرارة الغرفة، يوجد في الحالة الغازية والسائلة، ولا يمكن أن يتحول للحالة الصلبة مهما انخفضت درجات الحرارة المحيطة به، وبما أنه غاز خفيف يستطيع الارتفاع عاليًا حتى يصل للفضاء .
  • النيون:يرمز له بالرمز Ne وعدده الذري 10، يتكون هذا الغاز من مزيج للنظائر المستقرة، ويشبه إلى حد كبير غاز الهليوم، ولكنه يمكن أن يوجد على شكل مركبات قفصية وأيونات، ويستخدم في صناعة البرادات والثلاجات بالإضافة لإطلاق أشعة الليزر.
  • الأرجون: ويرمز له بالرمز Ar ويساوي عدده الذري 18، وهو غاز عديم الرائحة واللون، كما أن اسمه مشتق من الكلمة اللاتينية Lazy أي الكسول، وذلك بسبب قلة قابليته للتفاعل مع باقي المركبات. ويوجد هذا الغاز على شكل نظائر، وينتج في الفضاء من اندماج نواتي هيدروجين أو باندماج السليكون 32 مع جزيئات ألفا ليتكون نظير أرجون 36، ويستخدم غاز الأرجون في عمليات اللحام، كما يوضع في بدلات الغواصين للمحافظة على درجات حرارتهم في قاع البحر، بالإضافة لقدرته للحفاظ على الآثار التي تعود للعصور القديمة.
  • الكريبتون:  يرمز له بالرمز Kr ، كما أن عدده الذري هو 36، وهو من الغازات الخاملة عديمة الطعم والرائحة واللون، ووزنه أثقل من الهواء بحوالي ثلاثة أضعاف لأنه أحادي الذرة، يوجد في الغلاف الجوي بنسبة 1.14 جزء من المليون، كما وجدت بعض الآثار له في المعادن والنيازك. ومن الجدير بالذكر أن هذا الغاز من أكثر الغازات خمولًا حتى أنه كان يعتبر خاملًا بشكل كامل، واستمر هذا الاعتقاد حتى  اكتشفت قدرته على التفاعل مع الفلور عند وضعهما في أنبوب خاص فينتج مركب ثنائي فلوريد الكريتون. ويستعمل غاز الكريبتون في صناعة الفلورسنت والمصابيح الكهربائية.
  • الزينون: يرمز له بالرمز Xe ، كما يساوي عدده الذري 54، وهو أحد الغازات النادرة الذي يتركب من مزيج للنظائر المستقرة، ويتميز هذا الغاز بأنه غير سام، ويستخدم في صناعة بعض أنواع المصابيح المستعملة في السيارات.
  • الرادون: يرمز له بالرمز Rn، كما أن عدده الذري يساوي 86، وهو من الغازات النادرة الثقية عديمة اللون، و يتميز أن جميع نظائره مشعة، ومن الجدير بالذكر أنه يصبح فوسفوريًا عند تحوله للحالة السائلة فيشع باللون الأصفر ثم باللون الأحمر.
  • الأوغانيسون: يرمز له Og، كما أن عدده الذري 188، وهو أحد الغازات النبيلة الأكثر نشاطًا وإشعاعًا، حيث يملك عددًا ذريًا يعد الأعلى من بين عناصر الجدول الدوري، كما يظن أنه قادر على التحول للحالة السائلة والصلبة عندما يوضع بدرجة حرارة الغرفة.

أكمل القراءة

تدعى أيضاً بالغازات النبيلة وهي عناصر كيميائية عديمة اللون والرائحة ووحيدة الذرات؛ تحتل الغازات الخاملة المجموعة الثامنة ضمن الجدول الدوري للعناصر الكيميائية، وتتمتع بخصائص مميزة تجعلها مختلفة عن البقية. والغازات الخاملة هي الهيليوم والنيون والأرغون والكريبتون والزينون والرادون المشع.

أما عن طبيعة الغازات الخاملة يمكن تفسيرها بأن ذراتها تحتوي في طبقاتها الخارجية على عدد كامل من الإلكترونات، وبالتالي تنخفض رغبتها للمشاركة في التفاعلات الكيميائية ومن هنا دعيت باسم الغازات الخاملة أي من الخمول. ولاحقاً توصل العلماء إلى حقيقة مغايرة تنفي صفة الخمول والنفور والسلبية الكيميائية ولذلك أطلقوا عليها الغازات النبيلة.

الحصول على الغازات الخاملة:

يمكن الحصول على الغازات الخاملة من الهواء مثلاً تمكن العلماء من استخراج غاز الرادون باستخدام عملية التحلل الإشعاعي إضافة لغاز الهيليوم. كما يمكن استخراج بعض الغازات الخاملة من خلال إماعة الهواء وتقطيره، حيث يتم تغيير الحالة الغازية إلى الحالة السائلة بالاعتماد على تغيرات في درجات الحرارة.

صفات بعض الغازات الخاملة:

  • الهيليوم: اكتشف غا الهيليوم عام 1895 وهو غاز عديم اللون والرائحة رمزه (He)، وعدده الذري 2، منخفض الكثافة ويعتبر غاز غير سام ويتواجد له نظيرين.
  • النيون: غاز عديم اللون والرائحة رمزه (Ne) اكتشف عام 1898، عدده الذري 10، وهو غاز غير سام ويتواجد له ثلاثة نظائر.
  • الآرجون: غاز عديم اللون والرائحة رمزه (Ar) اكتشف عام 1894، عدده الذري 18 وله ثلاثة نظائر.
  • الكريبتون: غاز عديم اللون والرائحة رمزه (Kr) اكتشف عام 1898، عدده الذري 36

تطبيقات الغازات الخاملة:

هناك العديد من الاستخدامات للغازات الخاملة في مختلف المجالات خاصة في مجال علم المعادن:

الهيليوم:

  • يستخدم في علاج الربو وانتفاخ الرئة ومشاكل التنفس الأخرى.
  • يستخدم الهيليوم في نفخ المناطيد لتتمكن من التحليق عاليًا، وفي عمليات اللحام.
  • يستخدم في الصناعات لمنع الانفجارات وأيضاً في عمليات التبريد.
  • يستخدم الهيليوم السائل للتصوير بالرنين المغناطيسي، وأيضاً في المعالجة بالليزر.

النيون:

  • يستخدم في علم التبريد.
  • يستخدم في اللوحات الإرشادية لأنه يضيء بشكل ساطع عند تمرير الكهرباء.
  • يستخدم في الليزر، وأيضاً في حماية المعدات الكهربائية من الصواعق.
  • يستخدم في أنظمة الإضاءة، كما يعطي ألواناً مختلفة مع معادن مثل الزئبق إذ يستخدم لتنسيق الحدائق والتصميم الداخلي.
  • يستخدم النيون في أجزاء من الطائرات.

آرجون:

  • يستخدم لإنتاج التيتانيوم، وأيضاً في اللحام.
  • يستخدم في المصابيح الكهربائية لمنعها من التآكل.
  • في صناعة إطارات السيارات الفاخرة لحمايتها.
  • يستخدم في صناعة  النوافذ ذات الزجاج المزدوج، وفي عمليات المعالجة الحرارية.
  • يستخدم في الطباعة ثلاثية الأبعاد، وأيضاً في علم المعادن لأنه يمنع الأكسدة أو الصدأ.

الكريبتون:

  • يستخدم في أنابيب مصابيح الفلورسنت.
  • في صناعة مصابيح الفلاش التي تستخدم للتصوير عالي السرعة.
  • يستخدم في اللوحات الإعلانية.
  • يمكن استخدامه في تجارب أبحاث طاقة الاندماج النووي.
  • يستخدم في بناء المسعرات الكهرومغناطيسية، وفي إطلاق الأقمار الصناعية كمادة دافعة.

الزينون:

  • يستخدم في ومضات التصوير الفوتوغرافي.
  • ضروري في المركبات الفضائية، وفي معالجة السيلكون لتشكيل طبقة واقية عليه.
  • يستخدم في التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي، وفي تصوير القلب والدماغ والرئتين.

الرادون:

  • يعتمد على الرادون في علاج السرطان وفي التهاب المفاصل، وفي العلاج الإشعاعي.
  • يستخدم في البحث الهيدرولوجي.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الغازات الخاملة"؟