A nemesgázok tanulmányozzák a folyamatokat és szerepüket az iparban

A kémia területén számtalan olyan elem létezik, amelyek kapcsolatban állnak egymással vagy sem. Vannak fémek, nemfémek, lantanidok és aktinidek, átmenetifémek és alkáliföldek; és természetesen van az egyik kémiai elem Akikre keveset figyeltünk a kémiaórákon, és még kevésbé, amikor az életünk továbbhaladt. Természetesen nemesgázokról beszélek.

Ezeket az elemeket, amelyek a környezetben oly ritkák, nem tudunk túl sokat elemezni. Itt megismerhetjük a nemesgázok történetét, felhasználását és tulajdonságait, valamint egyéb érdekességeket. Maradjon itt, és tanulja meg a legnemesebb dolgokat a nemesgázokról.

Ismerjük meg a gázokat

Kémiai vegyületek egy csoportja, amelyek nagyon hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek. Például normál körülmények között színtelen, szagtalan, egyatomos gázok, és kémiai reakcióképességük nagyon alacsony. Ezek a periódusos rendszer 18. számú csoportjában találhatók, és ezek az alábbiak: Hélium, neon, Xenon, Argon, Krypton, a radioaktív: Radon és a szintetikus: Oganeson.

Tulajdonságai az atomszerkezetről meglévő modern elméletekkel magyarázhatók. A valens elektronok héját teljesnek tekintik, ami korlátozott hajlamot jelent számukra a kémiai reakciókban való részvételre, és ez az egyik oka annak, hogy rosszul értik őket. Valójában a mai napig nagyon kevés nemesgáz-vegyület készült.

Honnan vesszük a nemesgázokat?

A neon, az argon, a xenon és a kripton frakcionált desztillációs és cseppfolyósítási módszerekkel jutunk a levegőből. A hélium megtalálható a földgázban, ahol tipikusan el kell választani. A radont pedig a rádiumban oldott vegyületek radioaktív bomlásával nyerik.

Az Oganeson pedig egy szintetikus elem, amelyet 2002-ben hoztak létre, és IUPAC-nómenklatúráját 2016-ban nyerte el. Ismert, hogy meglehetősen reaktív elem és instabil is, ezért nem sok munkát végeztek vele.

Ezeknek a gázoknak nagyon fontos felhasználása volt a világítás, a hegesztés és az űrkutatás területén. A Trimix-et, amely a hélium-oxigén-nitrogén oldata, azért használják, hogy a búvárok ne szenvedjék el a nitrogén kábító hatását a mélyben. Mi több, miután ismerte a hidrogén tűzveszélyességét, ezt léghajók és hőlégballonok létrehozása során hélium váltotta fel.

Ezeknek a gázoknak a tulajdonságai

A nemesgázok a német nyelvű fordításból kapják a nevüket edelgas, a nevet Hugo Erdman vegyész használta először 1898-ban. Ezzel a névvel az alacsony reaktivitási sebességre kívánt hivatkozni ezen elemek közül. Valójában ezek a legkevésbé ismert reaktív elemek, olyannyira, hogy gyakorlatilag inertek vagy nem reaktívak.

Ez azért van, mert teljes vegyértékű héjuk van, amely alacsony kapacitást hagy az elektronok felszabadítására, és viselkedésüket közelíti az ideális gáz viselkedéséhez.

A nemesgázok általában különböző tulajdonságokkal rendelkeznek.

• Nem fémes elemek: Gázként konformációjában nincs fémrészecske. Ugyanakkor nem képesek reakcióba lépni más fémekkel.
• Színtelenek és szagtalanok: bár megadhatók izzók és lámpák színei ezeknek a gázoknak az elektromos áram felhasználásával létrejött eredetileg színtelenek és szagtalanok.
• Teljes vegyértékrétegük van: A neon, a xenon, az argon, a kripton és a radon utolsó elektronjának nyolc elektronja van. A hélium részéről két elektron van. Ily módon a nemesgázoknak teljes valens héja van. Éppen ezért normális körülmények között ezek az elemek nem alkotnak kapcsolatot.
• Monatomikus gázként léteznek: Mint megértették, ezeknek az elemeknek, még atomi szempontból is a legnagyobbaknak, csak egy atomjuk van.

• Gyakorlatilag nem reagálnak: Teljes vegyértékük és az elektronszállítás nehézségei miatt gyakorlatilag inertnek számítanak.

• Villamos energiát vezetnek és fluoreszcenciát termelnek: Bár nagyon alacsonyak, ezek a gázok képesek villamos energiát vezetni, és ennek során foszforeszkálóan izzanak.

• Alacsony olvadás- és forráspontjuk vanEzeknek a nemesgázoknak nagyon alacsony az olvadás- és forráspontja.

• Nagyon alacsony az elektronegativitásuk: ezek az elemek nagyon alacsony elektronegatív értékűek

• Magas ionizációs energiával rendelkeznek: Az ionizációs energiád valójában a legmagasabb az időszakodban.
• Nem gyúlékonyak: Még a gyúlékony csésze hidrogén miatt is hélium váltotta fel a léghajók és léggömbök gyártása során.

A reaktivitáshoz hasonlóan az atomok közötti erőik is nagyon gyengék, ezért alacsony az olvadás- és forráshőmérsékletük, normál körülmények között valamennyien monatomikus gázok, beleértve a nagyobb atomsúlyú gázokat is.

A héliumnak számos olyan tulajdonsága van, amely nincs más nemesgáznak vagy a periódusos rendszer bármely más elemének. Övé olvadáspont a legalacsonyabb az összes ismertben, azon kívül, hogy ez az egyetlen elem, amelynek a szuperfolyékonyság állapota van; olyan állapot, amelyben az anyag folyékony állapotban van, de futhat anélkül, hogy kinetikus energiát veszítene. A hélium megszilárdulásához 25atm nyomásra és -272ºC hőmérsékletre van szükség.

Teljes vegyértékű héjuk felelős azért is, hogy ezek a nagy ionizációs kapacitású gázok (a periódusos rendszerben a legmagasabbak). és nem tud könnyen ionokat képezni, amely megmutatja stabilitását elektronikus konfigurációjában.

Az ionizációs energia a csoport csökkenésével csökken, mivel az atom sugara növekszik, és a vegyérték elektronok távolabb vannak a magtól, ezért kevésbé vonzódnak hozzá. Ez azt okozza, hogy bár időszaka a legmagasabb, néhány nemesgázzal rendelkezik összehasonlítható ionizációs energia a többi eleméhez. Például a xenon ionizációs energiája összehasonlítható az oxigén ionizációs energiájával.

Ezeknek a gázoknak a felhasználása

Ilyen alacsony forrás- és olvadáspont mellett különösen hasznosak a hűtőberendezések gyártásában, és kriogén hűtőközegként is hasznossá teszi őket.

A 4,2 K (-268,93 ° C) hőmérsékleten forró folyékony héliumot olyan szupravezető mágnesek gyártásához használják, mint például a mágneses rezonancia és a magmágneses rezonancia képalkotásához.

A folyékony neon, bár nem éri el a folyékony hélium alacsony hőmérsékletét, több alkalmazást kínál a kriogenikában, mivel képes 40-szer nagyobb hűtés, mint a folyékony héliumé és háromszor nagyobb, mint a folyékony hidrogéné.

A héliumot a lélegző gázok részeként használják a nitrogén pótlására, köszönhetően annak alacsony oldhatóság folyadékokban, különösen a lipidekben. A gázok felszívódnak a vérbe és a test szöveteibe, ha nyomás van, például a búvárkodás, amely érzéstelenítő hatást vált ki, amelyet mélységi betegségnek neveznek. Alacsony oldhatósága miatt kevés hélium jut be a sejtmembránokba, ami segít megfékezni a kábító hatást.

Alacsony éghetőségének és könnyűségének köszönhetően, valamint az 1937-es Hindenburg-i katasztrófa után a hélium a hidrogént az üzemanyag gyártása során is pótolta, annak ellenére, hogy a felhajtóereje 8,6% -os volt

Ezeket a gázokat vezetőképességük miatt világításban használják. Az izzók gyártása során argon és nitrogén keverékét használják ezek feltöltésére. Kripton nagy teljesítményű izzókban használjákmint például a halogén lámpák, amelyeknek magasabb a színhőmérséklete és nagyobb a hatásfoka.

A xenont gyakran használják a xenon fényszórókban, amelyet a nappali fényhez hasonló fényspektrum elérésével a filmvetítőkben és az autó fényszóróiban is alkalmaznak.

Az orvostudományban a héliumot az asztmás betegek légzésének megkönnyítésére használják. A Xenon érzéstelenítőként alkalmazható Magas lipidoldhatósága miatt, amely hatékonyabbá teszi, mint a szokásos dinitrogén-oxid, és mivel a szervezet könnyen eltávolítja, gyorsabb helyreállítást tesz lehetővé.

A magmágneses rezonancia segítségével végzett képgyűjtés során a xenon más gázokkal van kombinálva. A nagy radioaktivitású és csak nyomokban kapható radont használják a sugárterápiás kezelésben.

Termelés és bőség

A nemesgázok bősége és könnyűsége fordított arányban áll az atomszámukkal. Ezért ezeknek a gázoknak a bősége az atomszámuk növekedésével csökken.

Az univerzumban, a hélium a második legkönnyebben beszerezhető elemhidrogén után körülbelül 24% tömegszázalékkal. Az univerzumban a hélium mennyiségének nagy részét az ősmag-nukleoszintézis hozta létre, de mennyisége növekszik, köszönhetően a hidrogén részvételének a csillag nukleoszintézisében (ez a folyamat a csillagok evolúciós folyamata során keletkező magreakciók során keletkezik).

A többi gáz közel sem olyan bőséges vagy egyszerűen beszerezhető. A radon például lehet formája a litoszférában a rádium alfa-bomlása révén; Közben ő A xenon kifejlesztett egy elméletet, amelyet "hiányzó xenon-elméletnek" neveznek viszonylag alacsony légköri mennyisége miatt.

Beszéljünk egy kicsit mindegyikről

• Heliográf: Alacsony éghetősége miatt, és mivel ez a második legkönnyebben beszerezhető elem, képes volt a hidrogént helyettesíteni a léggömbök és a cepelinek lehetséges elemeként, mivel tűzzel érintkezve nem robbannak fel
• Neon: Ezt a gázt a fluoreszcenciája és az elektromossággal érintkezésbe kerülő vörös-narancssárga árnyalata miatt reklámcélokra használják. Könnyen megtalálható a neonfényekben. Neoncsöveket és lámpákat is kaphat, amelyeknek más színük van, bár valójában más gázok vannak benne.
• Argon: Ezt a gázt izzólámpákban használják, mert magas hőmérsékleti és nyomási körülmények között nem reagál az izzóval. Fluoreszcens csövekben zöld-kék színt generál. Ipari területen is használják a nem kívánt kémiai reakciók elkerülése érdekében.
• Kripton: Más gázokkal együtt használják lámpák létrehozásához és gyártásához repülőtéri világítás, a kibocsátott piros fények intenzitása miatt; mozi vetítőkben is használható. A kripton használata a retina lézeres műtéteiben is hasznos.
• Xenon: a Xenon fő felhasználása baktericid tulajdonságokkal rendelkező fénykibocsátók kidolgozása; világító csövek, fényképészeti vakuk és fluoreszkáló csövek is, amelyek képesek gerjeszteni a rubinlézert.
• Radon: Ezt a gázt az urán radioaktív bomlása hozza létre. Emiatt és mivel nagyon radioaktív, a mindennapi életben nagyon kevés alkalmazási területtel rendelkezik.

Elgondolkodni 

Bár némiképp össze vannak állítva természetes állapotban nehéz megszerezni (kivéve talán a héliumot), és mivel meglehetősen kevés reakciót generálnak vagy engednek meg velük, a nemesgázok fontos vegyületek, amelyeket láthatunk, sőt napi szinten is használhatunk.

Talán felhasználásuk csak meghatározott területekre korlátozódik, de ez nem jelenti azt, hogy teljesen haszontalanok. Az otthonaink izzókkal és lámpákkal való megvilágításától kezdve az ételeink tartásáig, amikor hűtőszekrényben használják őket, a életet menthet, ha orvostudományban használjákEzek a természetes vagy szintetikus gázok még nem mutatták meg mindazt, amit tehetnek értünk. És biztos, hogy a kutatás előrehaladtával felhasználása sokkal nagyobb lesz.