화학에는 서로 관련이있을 수도 있고 아닐 수도있는 수많은 요소가 있습니다. 금속, 비금속, 란탄 족 및 악티늄 족, 전이 금속 및 알칼리 토류가 있습니다. 물론 우리는 화학 원소 중 하나 화학 수업에서 우리가 거의 관심을 기울이지 않은 사람은 우리 삶을 계속 진행할 때 훨씬 적습니다. 물론 나는 고귀한 가스에 대해 말하고 있습니다.
이러한 요소는 환경에서 매우 드물기 때문에 너무 많이 분석 할 수 없습니다. 여기서 우리는 희가스의 역사, 그 용도와 특성, 기타 호기심에 대해 배울 것입니다. 여기에 머물면서 고귀한 가스에 대한 가장 멋진 것들을 배우십시오.
가스에 대해 알아 보자
그들은 서로 매우 유사한 특성을 가진 화합물 그룹입니다. 예를 들어, 정상적인 조건에서는 무색, 무취, 단일 원자 가스이며 화학적 반응성이 매우 낮습니다. 이들은 주기율표의 그룹 번호 18에 있으며 다음과 같이 알려져 있습니다. 헬륨, 네온, 크세논, 아르곤, 크립톤, 방사성 물질 : 라돈, 합성 물질 : 오가네 슨.
그 속성은 원자 구조에 대한 기존의 현대 이론으로 설명 할 수 있습니다. 그들의 원자가 전자 껍질은 완전한 것으로 간주되어 화학 반응에 참여하는 경향이 제한적이며 제대로 이해되지 않는 이유 중 하나입니다. 실제로 오늘날까지 준비된 희가스 화합물은 거의 없습니다.
고귀한 가스는 어디에서 얻습니까?
분별 증류 및 액화 방법을 사용하여 공기에서 네온, 아르곤, 크세논 및 크립톤을 얻습니다. 헬륨은 천연 가스에서 발견되며 일반적으로 분리되어야하는 곳. 그리고 라돈은 라듐에 용해 된 화합물의 방사성 붕괴를 통해 얻어집니다.
그리고 Oganeson은 2002 년에 생성 된 합성 요소로 2016 년에 IUPAC 명명법을 획득했습니다. 상당히 반응성이 높고 불안정한 것으로 알려져 있으므로 많은 작업이 수행되지 않았습니다.
이 가스는 조명, 용접 및 우주 탐사 분야에서 매우 중요한 용도로 사용되었습니다. 헬륨-산소-질소의 용액 인 Trimix는 다이버들이 심해에서 질소의 마취 효과를 겪지 않도록하기 위해 사용됩니다. 또 뭔데, 수소의 가연성 위험을 알고 나서 이것은 비행선과 열기구를 만들 때 헬륨으로 대체되었습니다.
이 가스의 특성
고귀한 가스는 독일어 번역에서 이름을 얻었습니다. 에델 가스, 1898 년 화학자 Hugo Erdman이 처음으로 사용한 이름입니다. 이 이름으로 낮은 반응성 비율을 언급하고자 함 이러한 요소의. 사실, 이것들은 알려진 반응이 가장 적은 원소이기 때문에 실질적으로 비활성이거나 반응이 없습니다.
이것은 완전한 원자가 껍질을 가지고 있기 때문에 전자를 방출하는 능력이 낮고 이상 기체의 행동에 가깝게 행동합니다.
일반적으로 희가스는 다른 특성을 공유합니다.
- 비금속 원소입니다.: 기체이기 때문에 형태 내에 금속 입자가 없습니다. 동시에 그들은 다른 금속과 반응 할 수 없습니다.
- 무색 무취: 주어질 수 있지만 전구와 램프의 색상 전기를 사용하여 이러한 가스를 사용하여 생성되며 원래는 무색이며 무취입니다.
- 그들은 완전한 원자가 층을 가지고 있습니다.: 네온, 크세논, 아르곤, 크립톤, 라돈은 마지막 껍질에 XNUMX 개의 전자를 가지고 있습니다. 헬륨에는 두 개의 전자가 있습니다. 이런 식으로 희가스는 완전한 원자가 껍질을 갖습니다. 이것이 정상적인 상황에서 이러한 요소가 링크를 형성하지 않는 이유입니다.
- 그들은 단일 원자 가스로 존재합니다.: 이해했듯이 이러한 원소는 원자 적으로 가장 큰 원소라도 원자가 하나뿐입니다.
- 그들은 실질적으로 반응하지 않습니다: 완전한 원자가와 전자 전달의 어려움으로 인해 실질적으로 불활성으로 간주됩니다.
- 그들은 전기를 전도하고 형광을 생성합니다.:이 가스는 매우 낮지 만 전기를 전도 할 수있어 인광으로 빛납니다.
- 녹는 점과 끓는점이 낮습니다.이 고귀한 가스는 녹는 점과 끓는점이 매우 낮습니다.
- 그들은 전기 음성도가 매우 낮습니다.:이 원소들은 전기 음성이 매우 낮습니다.
- 그들은 높은 이온화 에너지를 가지고 있습니다.: 귀하의 이온화 에너지는 실제로 귀하의 기간 중 가장 높습니다.
- 그들은 가연성이 아닙니다: 인화성 수소 컵이 있어도 비행선 및 풍선 제조시 헬륨으로 대체
반응성과 마찬가지로 원 자간 힘도 매우 약하기 때문에 용융 및 끓는 온도가 낮고 원자 질량이 더 높은 가스를 포함하여 정상 조건에서 모두 단일 원자 가스입니다.
헬륨은 다른 고귀한 가스 나 주기율표의 다른 원소가 갖지 못하는 많은 특성을 가지고 있습니다. 그의 녹는 점은 가장 낮습니다 모든 알려진 것들에서, 초 유동성의 상태를 소유하는 유일한 요소 인 것 외에; 물질이 액체 상태이지만 운동 에너지를 잃지 않고 움직일 수있는 상태. 헬륨이 응고되기 위해서는 25atm의 압력과 -272ºC의 온도가 필요합니다.
그들의 전체 원자가 쉘은 또한 높은 이온화 용량 (주기율표에서 가장 높은 값)을 가진 이러한 가스를 담당합니다. 쉽게 이온을 형성 할 수 없습니다, 전자 구성에서 안정성을 보여줍니다.
이온화 에너지는 그룹이 감소함에 따라 감소합니다. 원자 반경이 증가하고 원자가 전자가 핵에서 멀어 지므로 더 적게 끌리기 때문입니다. 이것은 그 기간이 가장 높지만 일부 고귀한 가스는 비슷한 이온화 에너지 다른 요소의 것입니다. 예를 들어, 크세논의 이온화 에너지는 산소의 이온화 에너지와 비슷합니다.
이 가스의 용도
이렇게 낮은 끓는점과 녹는 점을 가짐으로써 그들은 냉동 장비의 제조에 특히 유용합니다, 극저온 냉매로도 유용합니다.
4,2K (-268,93ºC)에서 끓는 액체 헬륨은 자기 공명 영상 및 핵 자기 공명에 사용되는 것과 같은 초전도 자석의 제조에 사용됩니다.
액체 네온은 액체 헬륨의 낮은 온도에 도달하지는 않지만 극저온 학에서 더 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 액체 헬륨보다 40 배 더 많은 냉각 액체 수소보다 3 배 더 큽니다.
헬륨은 질소를 대체하기위한 통기성 가스의 구성 요소로 사용됩니다. 유체에 대한 낮은 용해도, 특히 지질에서. 스쿠버 다이빙과 같이 압력이 가해지면 가스가 혈액과 신체 조직으로 흡수되어 심심 증이라는 마취 효과를 생성합니다. 용해도가 낮기 때문에 헬륨이 세포막에 들어 가지 않아 마약 효과를 억제하는 데 도움이됩니다.
낮은 가연성과 가벼움, 그리고 1937 년 Hindenburg 재난 이후, 8,6 %의 부력 손실에도 불구하고 헬륨은 연료 제조에서 수소를 대체했습니다.
이 가스는 전도성으로 인해 조명에 사용됩니다. 백열 전구를 제조 할 때 아르곤과 질소의 혼합물을 사용하여 전구를 채 웁니다. 크립톤 고성능 전구에 사용더 높은 색 온도와 더 높은 효율을 가진 할로겐 램프와 같은.
Xenon은 일반적으로 Xenon 헤드 라이트에 사용되며 일광과 유사한 광 스펙트럼을 달성하여 필름 프로젝터 및 자동차 헤드 라이트에 사용됩니다.
의학에서 헬륨은 천식 환자의 호흡 편의성을 개선하는 데 사용됩니다. 제논은 마취제로 사용할 수 있습니다. 지질에 대한 용해도가 높아 일반 아산화 질소보다 효과적이며 체내에서 쉽게 제거되기 때문에 빠른 회복이 가능합니다.
핵 자기 공명에 의해 수행되는 이미지 수집은 크세논이 다른 가스와 결합되어 있습니다. 방사능이 높고 미량으로 만 사용할 수있는 라돈은 방사선 치료에 사용됩니다.
생산과 풍요 로움
희가스를 얻을 수있는 풍부함과 용이성은 원자 번호에 반비례합니다. 따라서 원자 번호가 증가함에 따라 이러한 가스의 풍부함은 감소합니다.
우주에서, 헬륨은 얻을 수있는 두 번째로 쉬운 원소입니다., 수소 다음으로 질량 백분율이 약 24 %입니다. 우주에서 헬륨의 대부분은 원시 핵 합성에 의해 형성되었지만, 그 양은 항성 핵 합성 (별의 진화 과정에서 핵 반응에 의해 발생하는 과정)에 수소가 참여하여 증가하고 있습니다.
나머지 가스는 얻을 수있는 양이 많거나 간단하지 않습니다. 예를 들어 라돈은 암석권에서 형성 라듐의 알파 붕괴를 통해; 한편 그는 크세논은 "누락 된 크세논 이론"이라는 이론을 개발했습니다. 상대적으로 적은 양의 대기로 인해
각각에 대해 조금 이야기합시다
- 태양의 뜻: 가연성이 낮고 획득하기 가장 쉬운 두 번째 원소이기 때문에 풍선과 비행선을 채울 잠재 원소로 수소를 대체 할 수있었습니다. 불에 닿아도 폭발하지 않기 때문입니다.
- 네온:이 가스는 형광과 전기와 접촉 할 때 생기는 붉은 오렌지색으로 광고용으로 사용됩니다. 네온 불빛에서 쉽게 발견. 실제로 내부에 다른 가스가 있지만 다른 색상의 네온 튜브와 램프를 얻을 수도 있습니다.
- 아르곤:이 가스는 고온 고압 조건에서 필라멘트와 반응하지 않기 때문에 백열등에 사용됩니다. 형광등에서는 녹색-파란색을 생성합니다. 원치 않는 화학 반응을 피하기 위해 산업 분야에서도 사용됩니다.
- 크립톤: 램프의 생성 및 제조에 다른 가스와 함께 사용 방출되는 빨간불의 강도로 인한 공항 조명; 시네마 프로젝터에서도 사용할 수 있습니다. 크립톤의 사용은 레이저 망막 수술에도 유용합니다.
- 크세논 가스 원소: Xenon의 주요 용도는 살균 특성을 가진 발광체의 정교함입니다. 발광 튜브, 사진 플래시 및 루비 레이저를 자극하는 능력이있는 형광등에서도 사용됩니다.
- 라돈:이 가스는 우라늄이 방사능으로 붕괴하여 생성됩니다. 이 때문에 그리고 매우 방사성이기 때문에 일상 생활에서 거의 적용되지 않습니다.
반영하기 위해
다소 구성되어 있지만 자연 상태에서 얻기 어렵다 (아마도 헬륨 제외) 그리고 그것들과의 반응을 거의 일으키거나 허용하지 않기 때문에, 희가스는 우리가 볼 수 있고 매일 사용할 수도있는 중요한 화합물입니다.
아마도 그들의 용도는 특정 분야로 제한되어 있지만 그것이 완전히 쓸모 없다는 것을 의미하지는 않습니다. 집을 전구와 램프로 비추는 것부터 냉장고에서 사용할 때 음식을 보관하는 것, 의학에 사용될 때 생명을 구하십시오천연 또는 합성 가스는 아직 우리를 위해 할 수있는 모든 것을 보여주지 못했습니다. 그리고 연구가 진행됨에 따라 그 사용이 훨씬 더 커질 것이 확실합니다.
이온화 능력은 무엇입니까?
그리고 그 취약성