ابحث عن الغازات النبيلة، أو ما يعرف بالغازات الخاملة في علم الكيمياء، وهي الغازات التي توجد في الجدول الدوري والذي يتكون من 118 عنصرا غازيا، ولكن هذه الغازات لها خصائص ومواصفات خاصة، حيث تتكون من ذرة واحدة فقط وليست على شكل جزيئات مكونة من ذرتين أو أكثر، فما هي هذه الغازات النبيلة ولماذا سميت بهذا الاسم؟ وهي العناصر النبيلة في علم الكيمياء وأعدادها الذرية، ستجد كل هذه المعلومات في هذه المقالة، تابعنا.
بحث عن الغازات النبيلة
هم ستة عناصر وهم الهيليوم ورمزه العلمي هي والنيون ورمزه Ne، والأرجون رمزه الكيميائي Ar والكريبتون رمزه Kr، والزينون ورمزه Xe، والرادون رمزه Rn، وتأتي تلك الغازات الخاملة أو النبيلة في المجموعة 18 ضمن تصنيفات الجدول الدوري وكل عنصر من تلك العناصر يمتلك ذرة وحيدة ليس لها لون أو رائحة.
لماذا سميت الغازات النبيلة بهذا الاسم Noble gas
تسمى بهذا الاسم لأنها تتفاعل بشكل ضعيف جدا مع العناصر الأخرى، وذلك بسبب كونها غازات غير فاعلة، أي أنها لا تتفاعل إلا تحت ظروف قوية، ويعود هذا الكسل إلى توزيع الإلكترونات في المدار الخارجي الذي يكتمل، وتكون نقطة الغليان والانصهار لهذه العناصر متشابهة للغاية، ولا يتجاوز الفرق بينهما 10 درجات مئوية، واكتسبت صفة النبل بأنها لا تتفاعل مع أي ظروف تحيط بها، ويعود بعض الناس تسمية هذه العناصر إلى الكلمة الألمانية “Edelgass”، ويشير البعض إلى الكمال في عدد ذراتها التي تصل إلى ثمانية في المدار الخارجي من توزيع الإلكترونات لها، وبذلك يكون المدار الخارجي لا يحتاج إلى استكمال أو ملء، مما يعني أن هذه العناصر نبيلة ولا تحتاج إلى مساعدة من العناصر الأخرى.
تاريخ اكتشاف الغازات النبيلة
تم اكتشاف تلك الغازات في عام 1868 على يد العالم جانسن، عندما حدث كسوف كلي للشمس تمكن المطياف الضوئي من رصد وجود خط في المنطقة الصفراء من الطيف، وظهر هذا الخط بطول مختلف عن خط عنصر الصوديوم، وبعد ذلك قام العالم فرانكلاند والعالم لوكير بتوصل إلى استنتاجات أخرى، بمن فيها ظهور غاز الهيليوم الذي يسمى الهليوم باللغة اليونانية، وهو من أخف الغازات الموجودة على سطح الأرض وأكثرها وفرة في العالم، وما بين عامي 1894 و 1895 اكتشف العالم وليم رامزاي عنصري الهيدروجين والنيتروجين والأرجون، وتم اكتشاف غازي النيون والكريبتون في عام 1898.
الخواص الكيمياوية للغازات النبيلة
نذكر الخصائص الفريدة للغازات النبيلة التي تندرج ضمن العناصر في الجدول الدوري، ومنها:
- تنخفض درجة الغليان الخاصة بتلك العناصر.
- تنخفض درجة الفعالية مع العناصر الأخري.
- الغليان والإذابة يتشابهان فيما بينهما.
- تنخفض درجة الذوبان والغليان بسبب ضعف القوى الجزيئية بين جزيئاته.
- لديها ذرات أحادية في الظروف العادية.
- لا توجد لتلك العناصر رائحة أو لون.
- عالية في طاقة التأين.
- انخفاض الطاقة الكهروسالبية.
- يأتي على شكل غاز في درجة حرارة الغرفة العادية.
- تختلف نقطة انصهار الهيليوم عن العناصر الأخرى، حيث تصل إلى أقل الدرجات مقارنة بالعناصر الأخرى.
- عناصر غير قابلة للاشتعال.
- تستخدم في الإضاءة وتضاف إلى بعض الصناعات الكيميائية.
- تستخدم في التبريد وكعوامل مؤكسدة.
- تحتوي على نظائر مستقلة، باستثناء الرادون الذي لا يحتوي على نظائر مستقلة.
- لديها طبقة الإلكترونات متكافئة .
- يميز الهليوم بأنه غير لزج ويتحول إلى صلب عند التبريد.
- ليس لديها أيونات سالبة أو وجبة.
- قوة التجاذب بين ذراتها ضعيفة.
- يتفكك في الماء كلما تحركنا من الأعلى إلى الأسفل، ويقل النشاط الكيميائي بسبب التأين.
- تستخلص من الهواء، تأتي من عملية التقطير.
- تتكون مركبات أخرى من خلال تعرضها لعوامل الضغط .
- لدى الهيليوم عدد ناقص من الإلكترونات في المدار الخارجي له.
- لا تولد عناصر آخري .
- يصعب الحصول عليها بشكل سائل.
الغازات الخاملة واعددها الذرية
لكل عنصر عدد ذري محدد وتوزيع كمية الإلكترونات على الطبقات. وتوزع هذه الطبقات على المدارات بأعداد 8 و 18 و 32 و 18 و 8 و 2. فما هي تلك الأعداد التي تنطبق على الغازات الخاملة أو النبيلة؟
- الهيليوم: عدد ذرات العنصر هو 2، ويتوزع الإلكترونات بالتوالي في مدار واحد.
- نيون: العدد الذري له هو 10 ويوزع على مدارين إلكترونيا وهما 8,2 .
- أرجون : هو عدد ذري 18 ويتوزع إلكترونيا على ثلاث مدارات وهي 8، 8، 2.
- كريبتون:رقمه الذري 36، وتنتشر إلكتروناته على أربعة مدارات وهي 8،18،8،2 .
- زينون :العدد الذري له هو 54، ويتوزع إلكترونيا على خمسة مدارات وهي 8، 18، 18، 8، 2.
- رادون: عدد ذري 86، وتوزيعه الإلكتروني على خمسة مدارات وهي 8،18،32،18،8،2 .
العناصر النبيلة في الكيمياء
تختلف تلك العناصر في تركيبها الذري وخواصها وتاريخ اكتشافها، ونجد أن لكل منها سمات فريدة، ونستعرضها لكم في الجمل التالية
الهيليوم
هو عنصر خامل أو نبيل لا يتفاعل مع العناصر الأخرى، ويحتوي على اثنين من البروتونات الإيجابية والإلكترونيات السلبية، ويأتي في المرتبة الثانية في الجدول الدوري. هو أقل عنصر من حيث درجة الغليان والانصهار بين العناصر الخاملة الأخرى، وقد تم اكتشافه عام 1868 من قبل العالم جانسن وأطلق عليه اسم “هيليوس” باللغة اليونانية.
النيون
إنها واحدة من العناصر الأدنى نشاطا أو العناصر النبيلة التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى. توجد بكثرة في الكون والنظام الشمسي ، ولكنها نادرة على سطح الأرض. إنها ثاني أخف الغازات الخاملة ، ولديها عشرة بروتونات موجبة وعشرة إلكترونات سالبة. تم اكتشافها بواسطة العلماء ويليام رامسي وموري ترافرز في عام 1852. يصل نقطة انصهارها إلى 24.56 درجة مئوية ، ونقطة غليانها إلى 27.104 درجة مئوية
الأرجون
الأرجون هو العنصر الخامل الثالث الذي لا يتفاعل مع العناصر الأخرى ويوجد بكثرة على سطح الأرض، وعندما يشتعل في حقل كهربائي عالي يصدر لونا بنفسجيا، وينصهر عند درجة حرارة 83.81 ويغلي عند درجة حرارة 87.302، ويمكن للأرجون أن يتفاعل مع الهيدروجين لتشكيل فلوريد هيد ريد الأرجون، وتم اكتشافه عام 1785 بواسطة العالم هنري كافنديش.
الكربتون
هو العنصر الرابع الخامل أو النبيل الذي لا يتفاعل مع العناصر الأخرى، ويستخدم بشدة في التصوير الفوتوغرافي أو كنوع من الليزر، وعدده الذري 36 ويتكون من 36 بروتون إيجابي وإلكترونات سالبة، ودرجة الانصهار تصل إلى 115.78، ودرجة الغليان تصل إلى 119.93، واسمه مشتق من كلمة يونانية تعني المخيف.
زينون
هو العنصر الخامس الخامل أو النبيل الذي لا يتفاعل مع العناصر الأخرى، ورقم ذرته هو 54، يستخدم في المصابيح الفلاش والمصابيح بشكل عام، ويبلغ نقطة انصهاره 161.40، ودرجة غليانه 165.051 كلفن.
الرادون
إنها العنصر السادس من العناصر الخاملة أو النبيلة، ولا يتفاعل مع العناصر الأخرى. يحتوي على 86 بروتونا إيجابيا و86 إلكترونا سلبيا، وهو ضار للصحة العامة بسبب الإشعاعات التي يصدرها.
قدمنا لكم في هذا المقال كل ما يتعلق بالغازات النبيلة، بما في ذلك التعريف لماذا تطلق عليها نبيلة، وذكرنا الخواص الكيميائية والأعداد الذرية للغازات الخاملة.