नोबल गैसों के अध्ययन की प्रक्रिया और उद्योगों में उनकी भूमिका

रसायन विज्ञान के भीतर ऐसे अनगिनत तत्व हैं जो एक दूसरे से संबंधित हो भी सकते हैं और नहीं भी। धातु, अधातु, लैंथेनाइड और एक्टिनाइड, संक्रमण धातु और क्षारीय पृथ्वी हैं; और निश्चित रूप से हमारे पास है रासायनिक तत्वों में से एक जिन पर हमने रसायन शास्त्र की कक्षाओं के दौरान बहुत कम ध्यान दिया है, और जब हमारे जीवन के साथ आगे बढ़ने की बात आती है तो बहुत कम। मैं, ज़ाहिर है, महान गैसों की बात कर रहा हूँ।

ये तत्व जो पर्यावरण में इतने दुर्लभ होने के कारण बहुत अधिक विश्लेषण नहीं कर सकते हैं। यहां हम महान गैसों के इतिहास, उनके उपयोग और गुणों के साथ-साथ अन्य जिज्ञासाओं के बारे में जानेंगे। यहां रहें और महान गैसों के बारे में सबसे अच्छी चीजें सीखें।

आइए जानते हैं गैसों के बारे में

वे एक दूसरे के समान गुणों वाले रासायनिक यौगिकों का एक समूह हैं। उदाहरण के लिए, सामान्य परिस्थितियों में वे रंगहीन, गंधहीन, मोनोआटोमिक गैसें होती हैं, और उनकी रासायनिक प्रतिक्रिया बहुत कम होती है। ये आवर्त सारणी के समूह संख्या 18 में स्थित हैं, और इन्हें इस रूप में जाना जाता है: हीलियम, नियॉन, क्सीनन, आर्गन, क्रिप्टन, रेडियोधर्मी: रेडॉन, और सिंथेटिक: ओगेनसन।

इसके गुणों को परमाणु संरचना पर मौजूदा आधुनिक सिद्धांतों द्वारा समझाया जा सकता है। उनके वैलेन्ट इलेक्ट्रॉनों के खोल को पूर्ण माना जाता है, जो उन्हें रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने की एक सीमित प्रवृत्ति देता है, और यह एक कारण है कि उन्हें खराब समझा जाता है। वास्तव में, आज तक बहुत कम महान गैस यौगिक तैयार किए गए हैं।

महान गैसें हमें कहाँ से मिलती हैं?

हम भिन्नात्मक आसवन और द्रवीकरण विधियों का उपयोग करके हवा से नियॉन, आर्गन, क्सीनन और क्रिप्टन प्राप्त करते हैं। प्राकृतिक गैस में हीलियम पाया जाता है, जहां इसे आम तौर पर अलग किया जाना चाहिए. और रेडॉन रेडियम में घुले यौगिकों के रेडियोधर्मी क्षय के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।

और Oganeson 2002 में बनाया गया एक सिंथेटिक तत्व है, और जिसने 2016 में अपना IUPAC नामकरण प्राप्त किया। यह काफी प्रतिक्रियाशील होने के साथ-साथ अस्थिर होने के लिए जाना जाता है, इसलिए इसके साथ बहुत अधिक काम नहीं किया गया है।

प्रकाश, वेल्डिंग और अंतरिक्ष अन्वेषण के क्षेत्र में इन गैसों का बहुत महत्वपूर्ण उपयोग हुआ है। ट्रिमिक्स, जो हीलियम-ऑक्सीजन-नाइट्रोजन का एक घोल है, का उपयोग किया जाता है ताकि गोताखोरों को गहराई में नाइट्रोजन के मादक प्रभाव का सामना न करना पड़े। इससे ज्यादा और क्या, हाइड्रोजन के ज्वलनशीलता खतरों को जानने के बाद, इसे हवाई जहाजों और गर्म हवा के गुब्बारों के निर्माण में हीलियम द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

इन गैसों के गुण

नोबल गैसों का नाम जर्मन से अनुवाद से मिलता है एडेलगास1898 में पहली बार रसायनज्ञ ह्यूगो एर्डमैन द्वारा इस्तेमाल किया गया नाम। इस नाम के साथ कम प्रतिक्रियाशीलता दर का उल्लेख करने की मांग की इन तत्वों की। वास्तव में, ये ज्ञात सबसे कम प्रतिक्रियाशील तत्व हैं, इतना अधिक कि वे व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय या गैर-प्रतिक्रियाशील हैं।

ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके पास एक पूर्ण वैलेंस शेल है जो उन्हें इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने की कम क्षमता के साथ छोड़ देता है और उनके व्यवहार को एक आदर्श गैस के करीब बना देता है।

सामान्य तौर पर, महान गैसों में विभिन्न गुण होते हैं।

• वे अधातु तत्व हैं: गैस होने के कारण इसकी संरचना में कोई धातु का कण नहीं होता है। साथ ही वे अन्य धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम नहीं हैं।
• वे रंगहीन और गंधहीन होते हैं: हालांकि उन्हें दिया जा सकता है बल्ब और लैंप के रंग colors बिजली का उपयोग करके इन गैसों के माध्यम से निर्मित, वे मूल रूप से रंगहीन और गंधहीन होती हैं।
• उनके पास एक पूर्ण संयोजकता परत होती है: नियॉन, क्सीनन, आर्गन, क्रिप्टन और रेडॉन के अंतिम कोश में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसके भाग के लिए, हीलियम में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस प्रकार, उत्कृष्ट गैसों में पूर्ण संयोजकता कोश होता है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, ये तत्व लिंक नहीं बनाते हैं।
• वे एकपरमाणुक गैसों के रूप में मौजूद हैं: जैसा कि समझा जाता है, इन तत्वों, यहां तक ​​कि सबसे बड़े परमाणु में, केवल एक परमाणु होता है।

• वे व्यावहारिक रूप से गैर-प्रतिक्रियाशील हैं: इनकी पूर्ण संयोजकता तथा इलेक्ट्रॉन देने में कठिनाई के कारण इन्हें व्यावहारिक रूप से अक्रिय माना जाता है।

• वे बिजली का संचालन करते हैं और प्रतिदीप्ति उत्पन्न करते हैं: हालांकि बहुत कम, ये गैसें बिजली का संचालन करने में सक्षम हैं, और ऐसा करने में वे फॉस्फोरसेंट रूप से चमकते हैं।

• इनका गलनांक और क्वथनांक कम होता हैइन महान गैसों में बहुत कम गलनांक और क्वथनांक होते हैं।

• उनके पास बहुत कम इलेक्ट्रोनगेटिविटी है: ये तत्व बहुत कम विद्युत ऋणात्मक होते हैं

• उनके पास एक उच्च आयनीकरण ऊर्जा है: आपकी अवधि में आपकी आयनीकरण ऊर्जा वास्तव में सबसे अधिक है।
• वे ज्वलनशील नहीं हैं: हाइड्रोजन के ज्वलनशील कप के कारण भी, हवाई जहाजों और गुब्बारों के निर्माण में इसे हीलियम द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

प्रतिक्रियाशीलता की तरह, उनके अंतर-परमाणु बल भी बहुत कमजोर होते हैं, यही कारण है कि उनके पास कम पिघलने और उबलते तापमान होते हैं, और वे सभी सामान्य परिस्थितियों में एक परमाणु गैस होते हैं, जिसमें उच्च परमाणु द्रव्यमान वाले गैस शामिल होते हैं।

हीलियम में कई गुण होते हैं जो आवर्त सारणी में किसी अन्य महान गैस या किसी अन्य तत्व में नहीं होते हैं। उसके गलनांक सबसे कम होता है सभी ज्ञात लोगों में, एकमात्र तत्व होने के अलावा जो अतिप्रवाह की स्थिति का मालिक है; एक ऐसी अवस्था जिसमें पदार्थ तरल अवस्था में होता है, लेकिन गतिज ऊर्जा खोए बिना चल सकता है। हीलियम को जमने के लिए 25atm के दबाव और -272ºC के तापमान की आवश्यकता होती है।

उच्च आयनीकरण क्षमता (आवर्त सारणी में उच्चतम) वाली इन गैसों के लिए उनका पूर्ण संयोजकता खोल भी जिम्मेदार होता है। और आसानी से आयन नहीं बना सकते, जो इसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में इसकी स्थिरता को दर्शाता है।

जैसे-जैसे समूह घटता है, आयनीकरण ऊर्जा कम होती जाती है, क्योंकि परमाणु त्रिज्या बढ़ती है और संयोजकता इलेक्ट्रॉन नाभिक से और दूर होते हैं और इसलिए इसकी ओर कम आकर्षित होते हैं। इसका कारण यह है कि, हालांकि इसकी अवधि सबसे अधिक है, कुछ महान गैसों में है एक तुलनीय आयनीकरण ऊर्जा अन्य तत्वों के लिए। उदाहरण के लिए, क्सीनन की आयनीकरण ऊर्जा ऑक्सीजन की आयनीकरण ऊर्जा के बराबर है।

इन गैसों का उपयोग

इतने कम क्वथनांक और गलनांक होने से, वे प्रशीतन उपकरण के निर्माण में विशेष रूप से उपयोगी हैं, और उन्हें क्रायोजेनिक रेफ्रिजरेंट के रूप में भी उपयोगी बनाता है।

तरल हीलियम, जो 4,2K (-268,93ºC) पर उबलता है, का उपयोग सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के निर्माण में किया जाता है, जैसे कि चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और परमाणु चुंबकीय अनुनाद के लिए उपयोग किया जाता है।

तरल नियॉन, हालांकि यह तरल हीलियम के कम तापमान तक नहीं पहुंचता है, क्रायोजेनिक्स में अधिक अनुप्रयोग हैं, क्योंकि इसमें क्षमता है तरल हीलियम की तुलना में 40 गुना अधिक ठंडा और तरल हाइड्रोजन की तुलना में 3 गुना अधिक है।

नाइट्रोजन को बदलने के लिए सांस लेने योग्य गैसों के एक घटक के रूप में हीलियम का उपयोग किया जाता है, इसके लिए धन्यवाद thanks तरल पदार्थों में कम घुलनशीलताविशेष रूप से लिपिड में। दबाव होने पर गैसें रक्त और शरीर के ऊतकों में अवशोषित हो जाती हैं, जैसे कि स्कूबा डाइविंग, जो एक संवेदनाहारी प्रभाव पैदा करता है जिसे गहराई बीमारी कहा जाता है। इसकी कम घुलनशीलता के कारण, थोड़ा हीलियम कोशिका झिल्ली में प्रवेश करता है, जो मादक प्रभाव को रोकने में मदद करता है।

इसकी कम ज्वलनशीलता और हल्केपन के कारण, और 1937 की हिंडनबर्ग आपदा के बाद, 8,6% की उछाल के नुकसान के बावजूद, हीलियम ने ईंधन के निर्माण में हाइड्रोजन की जगह ले ली।

इन गैसों का उपयोग उनकी चालकता के कारण प्रकाश व्यवस्था में किया जाता है। तापदीप्त बल्बों के निर्माण में उन्हें भरने के लिए आर्गन और नाइट्रोजन के मिश्रण का उपयोग किया जाता है। क्रीप्टोण उच्च प्रदर्शन बल्बों में उपयोग किया जाता हैजैसे हैलोजन लैंप, जिनका रंग तापमान अधिक होता है और प्रभावकारिता अधिक होती है।

क्सीनन आमतौर पर क्सीनन हेडलाइट्स में उपयोग किया जाता है, जो दिन के उजाले के समान प्रकाश के एक स्पेक्ट्रम को प्राप्त करके, फिल्म प्रोजेक्टर के साथ-साथ कार हेडलाइट्स में भी उपयोग किया जाता है।

दवा में, अस्थमा के रोगियों में सांस लेने में आसानी में सुधार के लिए हीलियम का उपयोग किया जाता है। क्सीनन को संवेदनाहारी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है लिपिड में इसकी उच्च घुलनशीलता के कारण, जो इसे सामान्य नाइट्रस ऑक्साइड की तुलना में अधिक प्रभावी बनाता है, और चूंकि यह शरीर द्वारा आसानी से समाप्त हो जाता है, यह तेजी से वसूली की अनुमति देता है।

छवियों का अधिग्रहण जो परमाणु चुंबकीय अनुनाद के माध्यम से किया जाता है, में क्सीनन अन्य गैसों के साथ संयुक्त होता है। रेडॉन, जो अत्यधिक रेडियोधर्मी है और केवल ट्रेस मात्रा में उपलब्ध है, का उपयोग विकिरण चिकित्सा उपचार में किया जाता है।

उत्पादन और बहुतायत

जिस प्रचुरता और आसानी से उत्कृष्ट गैसें प्राप्त की जा सकती हैं, वे उनके परमाणु क्रमांक के व्युत्क्रमानुपाती होती हैं। अतः इन गैसों की परमाणु संख्या बढ़ने पर इनकी प्रचुरता कम हो जाती है।

ब्रह्मांड में, हीलियम प्राप्त करने वाला दूसरा सबसे आसान तत्व है, हाइड्रोजन के बाद, लगभग 24% के द्रव्यमान प्रतिशत के साथ। ब्रह्मांड में हीलियम की अधिकांश मात्रा प्राइमर्डियल न्यूक्लियोसिंथेसिस द्वारा बनाई गई थी, लेकिन इसकी मात्रा तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस (एक प्रक्रिया जो सितारों की विकास प्रक्रिया के दौरान परमाणु प्रतिक्रियाओं से उत्पन्न होती है) में हाइड्रोजन की भागीदारी के कारण बढ़ रही है।

शेष गैसें लगभग उतनी प्रचुर मात्रा में या प्राप्त करने में आसान नहीं हैं। उदाहरण के लिए, रेडॉन हो सकता है स्थलमंडल में रूप रेडियम के अल्फा क्षय के माध्यम से; इस बीच वह क्सीनन ने एक सिद्धांत विकसित किया है जिसे "लापता क्सीनन सिद्धांत" के रूप में जाना जाता है वातावरण में इसकी अपेक्षाकृत कम मात्रा के कारण।

आइए प्रत्येक के बारे में थोड़ी बात करें

• हेलीओ: इसकी कम ज्वलनशीलता के कारण, और क्योंकि यह प्राप्त करने के लिए दूसरा सबसे आसान तत्व है, यह गुब्बारे और ज़ेपेल्लिन को भरने के लिए संभावित तत्व के रूप में हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित करने में सक्षम है, क्योंकि जब वे आग के संपर्क में आते हैं तो वे विस्फोट नहीं करते हैं।
• नीयन: यह गैस, इसकी प्रतिदीप्ति और बिजली के संपर्क में आने पर प्राप्त इसके लाल-नारंगी रंग के कारण, विज्ञापन उद्देश्यों के लिए उपयोग की जाती है। नियॉन लाइट में आसानी से मिल जाता है. आप नियॉन ट्यूब और लैंप भी प्राप्त कर सकते हैं जिनमें अन्य रंग होते हैं, हालांकि उनके अंदर वास्तव में अन्य गैसें होती हैं।
• आर्गन: इस गैस का उपयोग गरमागरम लैंप में किया जाता है क्योंकि यह तापमान और दबाव की उच्च स्थितियों के तहत फिलामेंट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। फ्लोरोसेंट ट्यूब में यह हरा-नीला रंग उत्पन्न करता है। अवांछित रासायनिक प्रतिक्रियाओं से बचने के लिए इसका उपयोग औद्योगिक क्षेत्र में भी किया जाता है।
• क्रीप्टोण: इसका उपयोग लैंप के निर्माण और निर्माण में अन्य गैसों के साथ मिलकर किया जाता है हवाई अड्डे की रोशनी, उत्सर्जित लाल बत्ती की तीव्रता के कारण; इसका उपयोग सिनेमा प्रोजेक्टर में भी किया जा सकता है। लेजर रेटिनल सर्जरी में भी क्रिप्टन का उपयोग उपयोगी होता है।
• क्सीनन: क्सीनन का मुख्य उपयोग जीवाणुनाशक विशेषताओं के साथ प्रकाश उत्सर्जक का विस्तार है; रूबी लेजर को उत्तेजित करने की क्षमता के साथ चमकदार ट्यूब, फोटोग्राफिक फ्लैश, और फ्लोरोसेंट ट्यूब में भी।
• रैडॉन: यह गैस यूरेनियम के रेडियोधर्मी क्षय से रेडियो में उत्पन्न होती है। इस वजह से और क्योंकि यह बहुत रेडियोधर्मी है, दैनिक जीवन में इसके बहुत कम अनुप्रयोग हैं।

प्रतिबिंबित करना 

हालांकि वे कुछ हद तक रचित हैं प्राकृतिक अवस्था में प्राप्त करना कठिन (शायद हीलियम को छोड़कर), और क्योंकि वे उनके साथ कुछ प्रतिक्रियाओं को उत्पन्न या अनुमति देते हैं, महान गैस महत्वपूर्ण यौगिक हैं जिन्हें हम देख सकते हैं, और यहां तक ​​कि दैनिक आधार पर भी उपयोग कर सकते हैं।

शायद उनके उपयोग विशिष्ट क्षेत्रों तक सीमित हैं, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि वे पूरी तरह से बेकार हैं। अपने घरों को लाइट बल्ब और दीयों से जलाने से लेकर रेफ्रिजरेटर में इस्तेमाल होने पर अपने भोजन को रखने तक, दवा में इस्तेमाल होने पर जान बचाएंप्राकृतिक या सिंथेटिक इन गैसों ने अभी तक वह सब नहीं दिखाया है जो वे हमारे लिए कर सकते हैं। और यह निश्चित है कि जैसे-जैसे शोध आगे बढ़ेगा, इसका उपयोग बहुत अधिक होगा।