لماذا وما هي الغازات التي تسمى "النبيلة"؟ ما هو الغاز الخامل؟الخصائص الكيميائية للغازات النبيلة

حتى لو لم تكن كيميائيًا، أو شخصًا قريبًا من الكيمياء، فمن المحتمل أنك سمعت عن اسم مثل الغازات الخاملة. ربما تكون قد سمعت أيضًا عن وجود تعريف مثل الغازات النبيلة.

ومن المثير للاهتمام أن هذا الاسم مخصص لنفس مجموعة الغازات، واليوم سنفهم سبب تسمية الغازات النبيلة بالغازات النبيلة، وسننظر أيضًا بإيجاز في المعلومات المتعلقة بها.

ما هي الغازات الخاملة

مجموعة كاملة من المواد، أو بالأحرى العناصر الكيميائية، تتناسب على الفور مع خصائص الغازات الخاملة. لديهم جميعا خصائص مماثلة. تتميز الغازات الخاملة بأنها عديمة الرائحة وعديمة الرائحة في الظروف العادية. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتميز أيضًا بمستويات منخفضة جدًا من التفاعل الكيميائي.

تشمل مجموعة الغازات الخاملة الرادون والهيليوم والزينون والأرجون والكريبتون والنيون.

لماذا سميت الغازات الخاملة بالغازات النبيلة؟

اليوم في الكيمياء، تسمى الغازات الخاملة بشكل متزايد بالغازات النبيلة، ولكن في وقت سابق لم يكن هذا الاسم أقل شيوعًا من الاسم الرسمي ("خامل"). وتاريخ أصل هذا الاسم مثير للاهتمام.

يأخذ الاسم أصله مباشرة من خصائص الغازات، لأنها عمليا لا تدخل في أي تفاعلات مع أي عناصر أخرى من الجدول الدوري، حتى لو كنا نتحدث عن الغازات. بدورها، تقوم العناصر المتبقية عن طيب خاطر بإجراء مثل هذا "الاتصال"، والدخول في ردود أفعال مع بعضها البعض. وبناءً على ذلك، بدأت تسمية الغازات الخاملة بالاسم الشائع جدًا "نوبل"، والذي اكتسب بمرور الوقت وضعًا رسميًا تقريبًا يستخدمه العلماء اليوم.

ومن المثير للاهتمام أيضًا معرفة أنه بالإضافة إلى الغازات "النبيلة"، غالبًا ما تسمى الغازات الخاملة أيضًا "النادرة". ويمكن أيضًا تفسير هذا الاسم بسهولة - فمن بين جميع عناصر الجدول الدوري، يمكن ملاحظة 6 غازات فقط من هذا القبيل.

استخدام الغازات الخاملة

نظرا لخصائصها الخاصة، فإن الغازات النادرة قادرة تماما على استخدامها في شكل مبردات فريدة من نوعها في التكنولوجيا المبردة. وقد أصبح ذلك ممكناً لأن درجات غليان وانصهار العناصر منخفضة جداً.

بالإضافة إلى ذلك، إذا تحدثنا مباشرة عن الهيليوم، فسيتم استخدامه كأحد مكونات إنتاج مخاليط التنفس التي تستخدم بنشاط أثناء الغوص.

كما يستخدم الأرجون على نطاق واسع، والذي يستخدم في اللحام والقطع. كما أن خصائص التوصيل الحراري المنخفض تجعل الأرجون أيضًا مادة مثالية لملء النوافذ ذات الزجاج المزدوج.

تتكون المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثامنة من الجدول الدوري من الغازات النبيلة - الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون. وتتميز هذه العناصر بنشاط كيميائي منخفض للغاية، مما أدى إلى تسميتها بالغازات النبيلة أو الخاملة. فهي تشكل فقط مركبات مع عناصر أو مواد أخرى بصعوبة؛ لم يتم الحصول على المركبات الكيميائية للهيليوم والنيون والأرجون. لا تتحد ذرات الغازات النبيلة في جزيئات، بمعنى آخر، جزيئاتها أحادية الذرة.

تنهي الغازات النبيلة كل فترة من فترات نظام العناصر. باستثناء الهيليوم، تحتوي جميعها على ثمانية إلكترونات في الطبقة الإلكترونية الخارجية للذرة، مما يشكل نظامًا مستقرًا للغاية. الغلاف الإلكتروني للهيليوم، الذي يتكون من إلكترونين، مستقر أيضًا. ولذلك، تتميز ذرات الغاز النبيل بطاقات تأين عالية، وكقاعدة عامة، طاقات تقارب الإلكترون السلبية.

في الجدول 38 يوضح بعض خواص الغازات النبيلة ومحتواها في الهواء. ويمكن ملاحظة أن درجات حرارة التسييل والتصلب للغازات النبيلة تكون أقل، وكلما انخفضت كتلتها الذرية أو أرقامها التسلسلية: أدنى درجة حرارة للتسييل هي للهيليوم، والأعلى بالنسبة للرادون.

الجدول 38. بعض خواص الغازات النبيلة ومحتواها في الهواء

حتى نهاية القرن التاسع عشر، كان يُعتقد أن الهواء يتكون فقط من الأكسجين والنيتروجين. لكن في عام 1894، أثبت الفيزيائي الإنجليزي ج. رايلي أن كثافة النيتروجين الناتج من الهواء (1.2572) أكبر قليلاً من كثافة النيتروجين الناتج من مركباته (1.2505). اقترح أستاذ الكيمياء دبليو رامزي أن الاختلاف في الكثافة ناتج عن وجود بعض الغازات الأثقل في النيتروجين الجوي. من خلال دمج النيتروجين مع المغنيسيوم الساخن (رامزي) أو التسبب في دمجه مع الأكسجين عن طريق التفريغ الكهربائي (رايلي)، تمكن كلا العلماء من عزل كميات صغيرة من غاز خامل كيميائيًا من النيتروجين في الغلاف الجوي. وهكذا تم اكتشاف عنصر غير معروف حتى الآن يسمى الأرجون. بعد الأرجون، تم عزل الهيليوم والنيون والكريبتون والزينون الموجودة في الهواء بكميات ضئيلة. تم اكتشاف العنصر الأخير من المجموعة الفرعية - الرادون - أثناء دراسة التحولات الإشعاعية.

تجدر الإشارة إلى أنه تم التنبؤ بوجود الغازات النبيلة عام 1883، أي قبل 11 سنة من اكتشاف الأرجون، من قبل العالم الروسي الثاني أ. موروزوف (1854-1946)، الذي سُجن عام 1882 لمشاركته في الحركة الثورية. من قبل الحكومة القيصرية إلى قلعة شليسلبورغ. N. A. حدد موروزوف بشكل صحيح مكان الغازات النبيلة في الجدول الدوري، وطرح أفكارا حول البنية المعقدة للذرة، وإمكانية تجميع العناصر واستخدام الطاقة داخل الذرة. تم إطلاق سراح N. A. Morozov من السجن في عام 1905، ولم تُعرف رؤيته الرائعة إلا في عام 1907 بعد نشر كتابه "الأنظمة الدورية لبنية المادة"، المكتوب في الحبس الانفرادي.

في عام 1926، تم انتخاب N. A. Morozov عضوا فخريا في أكاديمية العلوم في الاتحاد السوفياتي.

لفترة طويلة كان يعتقد أن ذرات الغاز النبيل غير قادرة بشكل عام على تكوين روابط كيميائية مع ذرات العناصر الأخرى. لم يُعرف سوى المركبات الجزيئية غير المستقرة نسبيًا للغازات النبيلة - على سبيل المثال، الهيدرات التي تتكون من تأثير الغازات النبيلة المضغوطة على الماء فائق التبريد المتبلور. تنتمي هذه الهيدرات إلى نوع الكالثرات (انظر الفقرة 72)؛ لا تنشأ روابط التكافؤ أثناء تكوين مثل هذه المركبات.

يُفضل تكوين الكالثرات مع الماء من خلال وجود العديد من التجاويف في التركيب البلوري للجليد (انظر الفقرة 70).

ومع ذلك، على مدى العقود الماضية، وجد أن الكريبتون والزينون والرادون قادرون على الاندماج مع عناصر أخرى، وقبل كل شيء، مع الفلور. وهكذا، من خلال التفاعل المباشر للغازات النبيلة مع الفلور (بالتسخين أو بالتفريغ الكهربائي)، تم الحصول على الفلوريدات. وكلها بلورات مستقرة في الظروف العادية. كما تم الحصول على مشتقات الزينون في حالة الأكسدة - سداسي فلوريد، ثالث أكسيد، هيدروكسيد. المركبان الأخيران يظهران خواصًا حمضية؛ لذلك، عند تفاعلها مع القلويات، تكوّن أملاح حمض الزينونيك، على سبيل المثال: .

- (الغاز الخامل)، مجموعة من الغازات عديمة اللون والرائحة وتشكل المجموعة 0 في الجدول الدوري. وتشمل هذه (بترتيب متزايد من حيث العدد الذري) الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون. نشاط كيميائي منخفض... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

غازات نبيلة- الغازات النبيلة، الكيمياء. العناصر: الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والانبعاث. لقد حصلوا على اسمهم من عدم قدرتهم على التفاعل مع العناصر الأخرى. في عام 1894 الإنجليزية. وجد العلماء رايلي ورامزي أن N يتم الحصول عليه من الهواء... ... الموسوعة الطبية الكبرى

- (الغازات الخاملة)، العناصر الكيميائية للمجموعة الثامنة من النظام الدوري: الهيليوم He، النيون Ne، الأرجون Ar، الكريبتون Kr، الزينون Xe، الرادون Rn. خامل كيميائيا؛ جميع العناصر باستثناء He تشكل مركبات متضمنة، على سبيل المثال Ar?5.75H2O، أكاسيد Xe،... ... الموسوعة الحديثة

غازات نبيلة- (الغازات الخاملة)، العناصر الكيميائية للمجموعة الثامنة من النظام الدوري: الهيليوم He، النيون Ne، الأرجون Ar، الكريبتون Kr، الزينون Xe، الرادون Rn. خامل كيميائيا؛ جميع العناصر باستثناء He تشكل مركبات متضمنة، على سبيل المثال Ar´5.75H2O، وأكاسيد Xe،... ... القاموس الموسوعي المصور

- (الغازات الخاملة) العناصر الكيميائية: الهيليوم He، النيون Ne، الأرجون Ar، الكريبتون Kr، الزينون Xe، الرادون Rn؛ تنتمي إلى المجموعة الثامنة من الجدول الدوري. الغازات أحادية الذرة عديمة اللون وعديمة الرائحة. تتواجد بكميات قليلة في الهواء وتوجد في... ... القاموس الموسوعي الكبير

غازات نبيلة- (الغازات الخاملة) عناصر المجموعة الثامنة من الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev: الهيليوم He، النيون Ne، الأرجون Ar، الكريبتون Kr، زينون Xe، الرادون Rn. تتواجد بكميات قليلة في الغلاف الجوي، وتوجد في بعض المعادن، والغازات الطبيعية،... ... الموسوعة الروسية لحماية العمال

غازات نبيلة- (انظر) المواد البسيطة التي تتكون من ذرات عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثامنة (انظر): الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون. في الطبيعة، يتم تشكيلها خلال العمليات النووية المختلفة. وفي أغلب الحالات يتم الحصول عليها بشكل جزئي... ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة

- (الغازات الخاملة)، العناصر الكيميائية: الهيليوم He، النيون Ne، الأرجون Ar، الكريبتون Kr، الزينون Xe، الرادون Rn؛ تنتمي إلى المجموعة الثامنة من الجدول الدوري. الغازات أحادية الذرة عديمة اللون وعديمة الرائحة. تتواجد بكميات قليلة في الهواء وتوجد في... ... القاموس الموسوعي

- (الغازات الخاملة، الغازات النادرة)، الكيميائية. العناصر الثامنة غرام. دورية الأنظمة: الهيليوم (He)، النيون (Ne)، الأرجون (Ar)، الكريبتون (Kr)، زينون (Xe)، الرادون (Rn). في الطبيعة تتشكل نتيجة التحلل. العمليات النووية. يحتوي الهواء على 5.24 * 10 4% من حيث الحجم هو ... ... الموسوعة الكيميائية

- (الغازات الخاملة) الكيميائية العناصر: الهيليوم He، النيون Ne، الأرجون Ar، الكريبتون Kr، زينون Xe، الرادون Rn؛ تنتمي إلى المجموعة الدورية الثامنة. أنظمة. الغازات أحادية الذرة عديمة اللون وعديمة الرائحة. وهي موجودة بكميات صغيرة في الهواء، وتحتوي على بعض... ... علم الطبيعة. القاموس الموسوعي

كتب

• ، د.ن.بوتينتسيف،ن.م.بوتينتسيف. يتناول الكتاب الخصائص الهيكلية والديناميكية الحرارية والعازلة للغازات النبيلة، وعلاقتها ببعضها البعض وبالتفاعل بين الجزيئات. جزء من نص الدليل يخدم...
• هيكل وخصائص المواد البسيطة. غازات نبيلة. درس تعليمي. Grif MO RF، بوتينتسيف د.ن. يتناول الكتاب الخصائص الهيكلية والديناميكية الحرارية والعازلة للغازات النبيلة، وعلاقتها ببعضها البعض وبالتفاعل بين الجزيئات. جزء من نص الدليل يخدم...

المدرسة البريطانية الدولية

ملخص عن الكيمياء

"الغازات الخاملة وخصائصها"

طالب في الصف التاسع

سوكولينكو أليكسي

مشرف:

تشيرنيشيفا آي في.

مقدمة ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1.1 الغازات الخاملة – عناصر المجموعة الثامنة أ………………………………….2

1.2 الأرجون على الأرض وفي الكون ............................................................ 5

IIتاريخ اكتشاف الغازات…………………………………………………………………………………………………

2.1 الأرجون ………………………………………………………………… 7

2.2 الهيليوم ………………………………………………………………………………..8

2.3 الكريبتون …………………………………………………………………..9

2.4 النيون ………………………………………………………………………… 9

2.5 زينون …………………………………………………………………………………………………………………………………….9

2.6 الرادون ………………………………………………………………….10

III خواص الغازات الخاملة ومركباتها ........................................ 10

3.1 الخصائص الفيزيائية للغازات الخاملة ………………………………….10

3.2 الخواص الكيميائية للغازات الخاملة…………………………………………….11

3.3 الحصول على الأرجون ……………………………………………………..14

3.4 الخصائص الفسيولوجية للغازات الخاملة ........................................... 15

رابعا استخدام الغازات الخاملة ............................................ 16

قائمة المراجع ……………………………………………………….18

I. مقدمة.

في كل مكان وفي كل مكان نحن محاطون بالهواء الجوي. مما تتكون؟ الجواب ليس صعبا: من 78.08 في المائة نيتروجين، 20.9 في المائة أكسجين، 0.03 في المائة ثاني أكسيد الكربون، 0.00005 في المائة هيدروجين، حوالي 0.94 في المائة هي ما يسمى بالغازات الخاملة. تم اكتشاف الأخير فقط في نهاية القرن الماضي.

يتشكل الرادون أثناء التحلل الإشعاعي للراديوم، ويوجد بكميات ضئيلة في المواد التي تحتوي على اليورانيوم، وكذلك في بعض المياه الطبيعية. يوجد الهيليوم، وهو نتاج اضمحلال ألفا المشع للعناصر، أحيانًا بكميات ملحوظة في الغاز الطبيعي والغاز المنبعث من آبار النفط. ويوجد هذا العنصر بكميات هائلة في الشمس والنجوم الأخرى. وهو ثاني أكثر العناصر وفرة في الكون (بعد الهيدروجين).

1.1 الغازات الخاملة - عناصر المجموعة 8 أ.

تكوين الطبقة الإلكترونية الخارجية لذرات الهيليوم 1 س 2، العناصر المتبقية من المجموعة الفرعية الثامنة - نانوثانية 2 n.p. 6 .

1.2 الأرجون على الأرض وفي الكون.

يوجد الأرجون على الأرض أكثر بكثير من جميع العناصر الأخرى في مجموعتها مجتمعة. ويبلغ متوسط ​​محتواه في القشرة الأرضية (كلارك) 14 مرة أعلى من الهيليوم و57 مرة أعلى من النيون. ويوجد الأرجون في الماء بنسبة تصل إلى 0.3 سم3 لكل لتر من مياه البحر وتصل إلى 0.55 سم3 لكل لتر من المياه العذبة. من الغريب أن كمية الأرجون الموجودة في هواء المثانة الهوائية للأسماك أكبر من كمية الأرجون الموجودة في الهواء الجوي. وذلك لأن الأرجون أكثر قابلية للذوبان في الماء من النيتروجين... "التخزين" الرئيسي للأرجون الأرضي هو الغلاف الجوي. ويحتوي (بالوزن) على 1.286%، و99.6% من الأرجون الجوي هو أثقل النظائر - الأرجون-40. ونسبة هذا النظير في الأرجون في القشرة الأرضية أكبر. وفي الوقت نفسه، بالنسبة للغالبية العظمى من العناصر الخفيفة، فإن الصورة هي عكس ذلك، حيث تسود النظائر الضوئية. تم اكتشاف سبب هذا الشذوذ في عام 1943. يوجد في القشرة الأرضية مصدر قوي للأرجون 40 - وهو نظير مشع للبوتاسيوم 40 كلفن. للوهلة الأولى، لا يوجد الكثير من هذا النظير في الأعماق - فقط 0.0119٪ من إجمالي محتوى البوتاسيوم. ومع ذلك، فإن الكمية المطلقة للبوتاسيوم-40 كبيرة، لأن البوتاسيوم هو أحد العناصر الأكثر وفرة على كوكبنا. يحتوي كل طن من الصخور النارية على 3.1 جرام من البوتاسيوم -40. يحدث التحلل الإشعاعي لنواة ذرات البوتاسيوم -40 في وقت واحد بطريقتين. ما يقرب من 88٪ من البوتاسيوم 40 يخضع لاضمحلال بيتا ويتحول إلى الكالسيوم 40. ولكن في 12 حالة من أصل 100 (في المتوسط)، لا تنبعث نواة البوتاسيوم -40، بل على العكس من ذلك، تلتقط إلكترونًا واحدًا من مدار K الأقرب إلى النواة ("التقاط K"). يتحد الإلكترون الملتقط مع بروتون - ويتشكل نيوترون جديد في النواة وينبعث نيوترينو. ينخفض ​​العدد الذري للعنصر بمقدار واحد، لكن كتلة النواة تظل دون تغيير تقريبًا. هكذا يتحول البوتاسيوم إلى الأرجون. عمر النصف 40 كلفن طويل جدًا - 1.3 مليار سنة. لذلك فإن عملية تكوين 40 Ar في أحشاء الأرض ستستمر لفترة طويلة جدًا. لذلك، على الرغم من البطء الشديد، فإن محتوى الأرجون في القشرة الأرضية والغلاف الجوي سيزداد باطراد، حيث يتم "زفير" الأرجون بواسطة الغلاف الصخري نتيجة للعمليات البركانية، والتجوية وإعادة تبلور الصخور، وكذلك عن طريق مصادر المياه. صحيح، أثناء وجود الأرض، تم استنفاد مخزون البوتاسيوم المشع تمامًا - فقد أصبح أقل بعشر مرات (إذا كان عمر الأرض يساوي 4.5 مليار سنة). شكلت نسبة النظائر 40 Ar: 40 K و 40 Ar: 36 Ar في الصخور أساس طريقة الأرجون لتحديد العمر المطلق للمعادن. ومن الواضح أنه كلما كانت العلاقة أكبر، كلما كانت السلالة أكبر سنا. تعتبر طريقة الأرجون هي الأكثر موثوقية لتحديد عمر الصخور النارية ومعظم معادن البوتاس. لتطوير هذه الطريقة، البروفيسور إ.ك. حصل جيرلينج على جائزة لينين عام 1963. لذا، فإن كل أو معظم الأرجون-40 الموجود على الأرض نشأ من البوتاسيوم-40. ولذلك، فإن النظير الثقيل يهيمن في الأرجون الأرضي. بالمناسبة، يفسر هذا العامل إحدى حالات الشذوذ في الجدول الدوري. وخلافاً للمبدأ الأصلي لبنائه - مبدأ الأوزان الذرية - يوضع الأرجون في الجدول قبل البوتاسيوم. إذا سادت النظائر الخفيفة في الأرجون، كما هو الحال في العناصر المجاورة (كما هو الحال على ما يبدو في الفضاء)، فإن الوزن الذري للأرجون سيكون أقل بوحدتين إلى ثلاث وحدات... الآن عن النظائر الخفيفة. من أين يأتي 36 Ar و 38 Ar؟ ومن الممكن أن يكون جزء من هذه الذرات من أصل بقايا، أي. دخل بعض الأرجون الخفيف إلى الغلاف الجوي للأرض من الفضاء أثناء تكوين كوكبنا وغلافه الجوي. لكن معظم نظائر الأرجون الخفيفة ولدت على الأرض نتيجة للعمليات النووية. ومن المحتمل أنه لم يتم اكتشاف كل هذه العمليات بعد. على الأرجح، توقف بعضها منذ فترة طويلة، حيث تم استنفاد الذرات "الأم" قصيرة العمر، ولكن لا تزال هناك عمليات نووية جارية يولد فيها الأرجون 36 والأرجون 38. هذا هو اضمحلال بيتا للكلور-36، وقصف جسيمات ألفا (في معادن اليورانيوم) من الكبريت-33 والكلور-35:

36 17 Cl β – → 36 18 Ar + 0 –1 e + ν.

33 16 ق + 4 2 هو → 36 18 ع + 1 0 ن .

35 17 Cl + 4 2 He → 38 18 Ar + 1 0 ن + 0 +1 ه .

الأرجون موجود في مادة الكون بكثرة أكثر من كوكبنا. وهي وفيرة بشكل خاص في مسألة النجوم الساخنة والسدم الكوكبية. تشير التقديرات إلى أن كمية الأرجون في الفضاء أكبر من الكلور والفوسفور والكالسيوم والبوتاسيوم، وهي عناصر شائعة جدًا على الأرض. ويهيمن النظائر 36 Ar و38 Ar على الأرجون الكوني، ويوجد القليل جدًا من الأرجون-40 في الكون. يشار إلى ذلك من خلال التحليل الطيفي الشامل للأرجون من النيازك. حسابات انتشار البوتاسيوم تقنعنا بنفس الشيء. اتضح أنه في الفضاء يوجد ما يقرب من 50 ألف مرة أقل من البوتاسيوم من الأرجون، بينما على الأرض من الواضح أن نسبتهم لصالح البوتاسيوم - 660: 1. وبما أن البوتاسيوم قليل، فمن أين يأتي الأرجون -40؟!

IIتاريخ اكتشاف الغازات الخاملة.

وبحلول نهاية القرن الثامن عشر، تم اكتشاف العديد من الغازات المعروفة. وتشمل هذه: الأكسجين - الغاز الذي يدعم الاحتراق؛ ثاني أكسيد الكربون - يمكن اكتشافه بسهولة من خلال خاصية رائعة للغاية: فهو يعكر ماء الجير؛ وأخيرًا النيتروجين الذي لا يدعم الاحتراق وليس له أي تأثير على ماء الجير. كانت هذه هي تركيبة الغلاف الجوي في أذهان الكيميائيين في ذلك الوقت، ولم يشكك فيها أحد سوى العالم الإنجليزي الشهير اللورد كافنديش.

وكان لديه سبب للشك.

في عام 1785 أجرى تجربة بسيطة إلى حد ما. أولا وقبل كل شيء، قام بإزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء. لقد عمل على الخليط المتبقي من النيتروجين والأكسجين باستخدام شرارة كهربائية. أنتج النيتروجين، الذي يتفاعل مع الأكسجين، أبخرة عنيفة من أكاسيد النيتروجين، والتي تذوب في الماء، وتحولت إلى حمض النيتريك. وتكررت هذه العملية عدة مرات.

ومع ذلك، بقي أقل بقليل من جزء من مائة من حجم الهواء المأخوذ للتجربة دون تغيير. لسوء الحظ، تم نسيان هذه الحلقة لسنوات عديدة.

في عام 1785، اكتشف الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي ج. كافنديش غازًا جديدًا في الهواء، وهو مستقر كيميائيًا بشكل غير عادي. ويشكل هذا الغاز حوالي مائة وعشرين من حجم الهواء. لكن كافنديش لم يتمكن من معرفة نوع الغاز الموجود. تم تذكر هذه التجربة بعد 107 سنوات، عندما صادف جون ويليام ستروت (اللورد رايلي) نفس الشوائب، مع ملاحظة أن النيتروجين الموجود في الهواء كان أثقل من النيتروجين المعزول من المركبات. بعد عدم العثور على تفسير موثوق لهذا الشذوذ، توجه رايلي، من خلال مجلة الطبيعة، إلى زملائه علماء الطبيعة باقتراح للتفكير معًا والعمل على كشف أسبابه... وبعد عامين، أثبت رايلي ودبليو رامزي أن هناك وهو في الواقع خليط من غاز غير معروف في نيتروجين الهواء، وهو أثقل من النيتروجين وخامل للغاية كيميائيا. وعندما أعلنوا عن اكتشافهم للعامة، كان الأمر مذهلاً. بدا الأمر لا يصدق بالنسبة للكثيرين أن عدة أجيال من العلماء، الذين أجروا الآلاف من اختبارات الهواء، تجاهلوا مكوناته، وحتى مثل هذا العنصر الملحوظ - تقريبًا نسبة مئوية! بالمناسبة، في مثل هذا اليوم وهذه الساعة، 13 أغسطس 1894، حصل الأرجون على اسمه، والذي يُترجم من اليونانية ويعني "غير نشط". وقد اقترحه الدكتور ميدان الذي ترأس الاجتماع. وفي الوقت نفسه، ليس من المستغرب أن يكون الأرجون قد استعصى على العلماء لفترة طويلة. بعد كل شيء، في الطبيعة لم يظهر شيئًا على الإطلاق من نفسه! يشير التوازي مع الطاقة النووية إلى نفسه: في معرض حديثه عن صعوبات اكتشافها، أشار أ. أينشتاين إلى أنه ليس من السهل التعرف على شخص ثري إذا لم ينفق أمواله... سرعان ما تم تبديد شكوك العلماء من خلال الاختبارات التجريبية وإنشاء الثوابت الفيزيائية للأرجون. لكن الأمر لم يكن بدون تكاليف أخلاقية: فقد تخلى رايلي عن دراسة الأرجون والكيمياء بشكل عام، منزعجًا من هجمات زملائه (الكيميائيين بشكل أساسي)، وركز اهتماماته على المشكلات الفيزيائية. وهو عالم عظيم، حقق نتائج باهرة في الفيزياء، وحصل على جائزة نوبل عام 1904. ثم التقى مرة أخرى في ستوكهولم مع رامزي، الذي حصل في نفس اليوم على جائزة نوبل لاكتشاف ودراسة الغازات النبيلة، بما في ذلك الأرجون.

في فبراير 1895، تلقى رازماي رسالة من عالم الأرصاد الجوية في لندن مايرز، حيث أبلغ عن تجارب الجيولوجي الأمريكي هيلبراند، الذي قام بغلي معادن اليورانيوم النادرة في حامض الكبريتيك ولاحظ إطلاق غاز تشبه خصائصه النيتروجين. كلما زاد محتوى اليورانيوم في المعادن، تم إطلاق المزيد من الغاز. افترض هيلبراند مبدئيًا أن هذا الغاز عبارة عن نيتروجين. "هل يمكن أن يكون الأرجون؟" - سأل كاتب الرسالة.

وسرعان ما أرسل رازماي مساعديه إلى متاجر المواد الكيميائية في لندن بحثًا عن معدن اليورانيوم كليفيت. تم شراء 30 جرامًا من الكليفيت، وفي نفس اليوم استخرج رازماي ومساعده ماثيوز عدة سنتيمترات مكعبة من الغاز. أخضع رازماي هذا الغاز للفحص الطيفي. فرأى خطًا أصفر لامعًا، يشبه إلى حد كبير خط الصوديوم وفي نفس الوقت يختلف عنه في موضعه في الطيف. كان رازماي مندهشًا جدًا لدرجة أنه قام بتفكيك المطياف وتنظيفه، ولكن من خلال تجربة جديدة اكتشف مرة أخرى خطًا أصفر ساطعًا لا يتطابق مع خط الصوديوم. نظر رازماي من خلال أطياف جميع العناصر. وأخيرا تذكر خطا غامضا في طيف الهالة الشمسية.

وفي عام 1868، أثناء كسوف الشمس، اكتشف الباحث الفرنسي يانسن والإنجليزي لوكير خطًا أصفر لامعًا في طيف البروز الشمسي، لم يكن موجودًا في الطيف الأرضي لمصادر الضوء. في عام 1871، اقترح لوكير ما إذا كان هذا الخط ينتمي إلى طيف مادة غير معروفة على الأرض.

وقد أطلق على هذا العنصر الافتراضي اسم الهيليوم، أي "الطاقة الشمسية". لكن لم يتم العثور عليه على الأرض. لم يكن الفيزيائيون والكيميائيون مهتمين بهذا: في الشمس، يقولون إن الظروف مختلفة تمامًا، وهناك الهيدروجين سوف يتحول إلى الهيليوم.

فهل هذا الهيليوم بالذات بين يديه حقًا؟ رازماي متأكد تقريبًا من ذلك، لكنه يريد سماع تأكيد من عالم التحليل الطيفي الشهير كروكس. يرسل له رازماي الغاز للبحث ويكتب أنه عثر على غاز جديد، والذي يسميه الكريبتون، والذي يعني باللغة اليونانية "مخفي". جاء في برقية كروكس: "الكريبتون هو الهيليوم".

2.3 الكريبتون.

بحلول عام 1895، تم اكتشاف اثنين من الغازات الخاملة. كان من الواضح أنه يجب أن يكون هناك غاز آخر بينهما، وقد وصف رازماي خصائصه على مثال مندليف. حتى أن Lecoq de Boisbaudran تنبأ بوزن الغاز غير المكتشف - 20.0945.

ومن غير المعروف ما إذا كان العالم سيكتشف غازات خاملة جديدة إذا لم يحصل ليندي في جينمانيا وهامبسون في إنجلترا أثناء بحثه على براءة اختراع لآلة تعمل على تسييل الهواء.

يبدو أن هذه الآلة قد تم إنشاؤها خصيصًا للكشف عن الغازات الخاملة. يعتمد مبدأ تشغيله على ظاهرة فيزيائية معروفة: إذا قمت بضغط الهواء، فدعه يتوسع بسرعة، فإنه يبرد. يتم استخدام الهواء المبرد لتبريد جزء جديد من الهواء الداخل إلى الآلة، وما إلى ذلك، حتى يتحول الهواء إلى سائل.

بعد أن تبخر كل النيتروجين والأكسجين تقريبًا، وضع رازماي الهواء السائل المتبقي في مقياس الغاز. وفكر في العثور على الهيليوم فيه، لأنه كان يعتقد أن هذا الغاز يتبخر بشكل أبطأ من الأكسجين والنيتروجين. قام بتنقية الغاز في مقياس الغاز من شوائب الأكسجين والنيتروجين وسجل طيفًا سجل فيه خطين غير معروفين سابقًا.

بعد ذلك، وضع رازماي 15 لترًا من الأرجون في أسطوانة في الهواء السائل. من أجل العثور على غاز خامل، يُعتقد أنه أخف من الأرجون والكريبتون، قام رازماي بجمع الأجزاء الأولى من تبخر الأرجون. وكانت النتيجة طيفًا جديدًا بخطوط حمراء زاهية. أطلق رازماي على الغاز المنطلق اسم نيون، وهو ما يعني "جديد" باللغة اليونانية.

بعد ذلك، وضع رازماي 15 لترًا من الأرجون في أسطوانة في الهواء السائل. من أجل العثور على غاز خامل، يُعتقد أنه أخف من الأرجون والكريبتون، قام رازماي بجمع الأجزاء الأولى من تبخر الأرجون. وكانت النتيجة طيفًا جديدًا بخطوط حمراء زاهية. أطلق رازماي اسم النيون على الغاز الجديد، وهو ما يعني "جديد" باللغة اليونانية.

2.5 زينون.

في عام 1888، قام ترافرز، مساعد رازماي، ببناء آلة قادرة على إنتاج درجة حرارة -253 درجة مئوية. وبمساعدتها، تم الحصول على الأرجون الصلب. تم تقطير جميع الغازات باستثناء الكريبتون. وبالفعل تم العثور على الزينون ("الغريب" في الكريبتون غير المكرر). ومن أجل الحصول على 300 سنتيمتر مكعب من الزينون، كان على العلماء معالجة 77.5 مليون لتر من الهواء الجوي على مدار عامين.

لقد قيل بالفعل أن الهيليوم موجود في معادن اليورانيوم. كلما زاد اليورانيوم في الكليفيت، زاد الهيليوم. وقد حاول رازماي لفترة طويلة إيجاد علاقة بين محتوى اليورانيوم والهيليوم، لكنه فشل. الحل جاء من الجانب الآخر؛ ارتبط باكتشاف النشاط الإشعاعي.

وقد اكتشف أن الراديوم يصدر مادة غازية تسمى الانبعاث. أطلق جرام واحد من الراديوم يوميًا ملليمترًا مكعبًا واحدًا من الانبعاث. في عام 1903، بدأ رازماي والفيزيائي الشهير سودي بدراسة الانبعاث. لم يكن لديهم سوى 50 ملليجرامًا من بروميد الراديوم تحت تصرفهم؛ في الوقت نفسه لم يكن لديهم أكثر من 0.1 ملليمتر مكعب من الانبعاث.

ولتنفيذ هذا العمل، قام رازماي ببناء مقاييس حساسة للغاية أظهرت أربعة أجزاء من المليار من الجرام. وسرعان ما اكتشف الباحثون أن الانبعاث هو أحدث عضو في عائلة الغازات النبيلة.

لفترة طويلة لم يتمكنوا من فحص طيف الانبعاث. ذات مرة، بعد ترك الأنبوب مع الانبعاث لعدة أيام، وضعوه في المطياف وتفاجأوا برؤية خطوط الهيليوم المعروفة في المطياف.

أكدت هذه الحقيقة افتراض رذرفورد وسودي بأن التحول الإشعاعي يرتبط بتحول الذرات. يتفكك الراديوم تلقائيًا ويتحول إلى انبثاق ويطلق نواة ذرة الهيليوم. تحول عنصر إلى آخر.

يفهم العلماء الآن سبب وجود الهيليوم في مواد اليورانيوم؛ وهو أحد منتجات اضمحلال اليورانيوم. وفي عام 1923، بقرار من اللجنة الدولية للعناصر الكيميائية، تم تغيير اسم الانبعاث إلى الرادون.

III خصائص الغازات الخاملة ومركباتها.

3.1 الخصائص الفيزيائية للغازات الخاملة.

الغازات النبيلة هي غازات عديمة اللون، أحادية الذرة، بدون لون أو رائحة.

تتمتع الغازات النبيلة بموصلية كهربائية أعلى من الغازات الأخرى وتتوهج بشكل ساطع عندما يمر التيار من خلالها: الهيليوم ذو ضوء أصفر ساطع، لأنه في طيفه البسيط نسبيًا يهيمن الخط الأصفر المزدوج على جميع الآخرين؛ يتميز النيون بضوء أحمر ناري، حيث أن خطوطه الأكثر سطوعًا تقع في الجزء الأحمر من الطيف.

تنعكس الطبيعة المشبعة للجزيئات الذرية للغازات الخاملة أيضًا في حقيقة أن الغازات الخاملة لها نقاط تميع وتجمد أقل من الغازات الأخرى التي لها نفس الوزن الجزيئي. من بين مجموعة الغازات الخاملة الثقيلة، يعتبر الأرجون هو الأخف. وهو أثقل 1.38 مرة من الهواء. يصبح سائلاً عند – 185.9 درجة مئوية، ويتجمد عند – 189.4 درجة مئوية (تحت ظروف الضغط العادي).

على عكس الهيليوم والنيون، يتم امتصاصه جيدًا على أسطح المواد الصلبة ويذوب في الماء (3.29 سم 3 في 100 جم من الماء عند 20 درجة مئوية). يذوب الأرجون بشكل أفضل في العديد من السوائل العضوية. لكنه غير قابل للذوبان عمليا في المعادن ولا ينتشر من خلالها.

3.2 الخواص الكيميائية للغازات الخاملة.

لفترة طويلة، لم يتم العثور على الظروف التي يمكن أن تدخل فيها الغازات النبيلة في التفاعلات الكيميائية. لم تشكل مركبات كيميائية حقيقية. وبعبارة أخرى، كان تكافؤهم صفراً. وعلى هذا الأساس تقرر اعتبار المجموعة الجديدة من العناصر الكيميائية صفراً. يتم تفسير النشاط الكيميائي المنخفض للغازات النبيلة من خلال التكوين الصلب المكون من ثمانية إلكترونات لطبقة الإلكترون الخارجية. تزداد قابلية استقطاب الذرات مع زيادة عدد الطبقات الإلكترونية. لذلك يجب أن تزيد عند الانتقال من الهيليوم إلى الرادون. يجب أيضًا أن يزيد تفاعل الغازات النبيلة في نفس الاتجاه.

وهكذا، في عام 1924، تم التعبير عن فكرة أن بعض مركبات الغازات الخاملة الثقيلة (على وجه الخصوص، فلوريد الزينون والكلوريدات) مستقرة تمامًا من الناحية الديناميكية الحرارية ويمكن أن توجد في الظروف العادية. بعد تسع سنوات، تم دعم هذه الفكرة وتطويرها من قبل المنظرين المشهورين - بولينج وأودو. أدت دراسة التركيب الإلكتروني لأغلفة الكريبتون والزينون من وجهة نظر ميكانيكا الكم إلى استنتاج مفاده أن هذه الغازات قادرة على تكوين مركبات مستقرة مع الفلور. وكان هناك أيضًا مجربون قرروا اختبار الفرضية، ولكن مر الوقت، وأجريت التجارب، ولم يتم الحصول على فلوريد الزينون. ونتيجة لذلك، تم إيقاف جميع الأعمال تقريبا في هذا المجال، وأخيرا تم تأسيس الرأي حول الخمول المطلق للغازات النبيلة.

ومع ذلك، في عام 1961، وجد بارتليت، وهو موظف في إحدى الجامعات في كندا، أثناء دراسة خصائص سداسي فلوريد البلاتين، وهو مركب أكثر نشاطًا من الفلور نفسه، أن قدرة التأين للزينون أقل من قدرة الأكسجين (12، 13 و 12، 20 فولت، على التوالي). وفي الوقت نفسه، شكل الأكسجين مركبًا بتركيبة O 2 PtF 6 مع سداسي فلوريد البلاتين ... أجرى بارتليت تجربة وفي درجة حرارة الغرفة من سداسي فلوريد البلاتين الغازي والزينون الغازي حصل على مادة صلبة برتقالية صفراء - زينون سداسي فلوروبلاتينات XePtF 6، والتي لا يختلف سلوكها عن سلوك المركبات الكيميائية العادية. عند تسخينه في الفراغ، يتسامى XePtF 6 بدون تحلل؛ ويتحلل في الماء، ويطلق الزينون:

2XePtF6 + 6H2O = 2Xe + O2 + 2PtO2 + 12HF

أتاح العمل اللاحق الذي قام به بارتليت إثبات أن الزينون، اعتمادًا على ظروف التفاعل، يشكل مركبين مع سداسي فلوريد البلاتين: XePtF 6 وXe (PtF 6) 2؛ عندما يتم تحللها، يتم الحصول على نفس المنتجات النهائية. وبعد أن أقنع نفسه بأن الزينون قد تفاعل بالفعل مع سداسي فلوريد البلاتين، قدم بارتليت تقريرًا وفي عام 1962 نشر مقالًا في مجلة وقائع الجمعية الكيميائية حول اكتشافه. أثار المقال اهتمامًا كبيرًا، على الرغم من أن العديد من الكيميائيين تعاملوا معه بعدم ثقة صريحة. لكن بعد ثلاثة أسابيع، تكررت تجربة بارتليت من قبل مجموعة من الباحثين الأمريكيين بقيادة تشيرنيك في مختبر أرجون الوطني. بالإضافة إلى ذلك، كانوا أول من صنع مركبات زينون مماثلة مع سداسي فلوريد الروثينيوم والروديوم والبلوتونيوم. هذه هي الطريقة التي تم بها اكتشاف مركبات الزينون الخمسة الأولى: XePtF 6، Xe (PtF 6) 2، XeRuF 6، XeRhF 6، XePuF 6 - تم تبديد أسطورة الخمول المطلق للغازات النبيلة وتم وضع بداية كيمياء الزينون. لقد حان الوقت لاختبار صحة الفرضية حول إمكانية التفاعل المباشر للزينون مع الفلور.

تم وضع خليط من الغازات (جزء واحد من الزينون و 5 أجزاء من الفلور) في وعاء النيكل (نظرًا لأن النيكل هو الأكثر مقاومة للفلور) وتم تسخينه تحت ضغط منخفض نسبيًا. وبعد ساعة، تم تبريد الوعاء بسرعة، وتم ضخ الغاز المتبقي فيه وتحليله. كان الفلورايد. رد فعل كل زينون! فتحوا الوعاء ووجدوا فيه بلورات XeF 4 عديمة اللون. تبين أن رباعي فلوريد الزينون مركب مستقر تمامًا، حيث أن جزيئه له شكل مربع به أيونات الفلور في الزوايا وزينون في المركز. فلوريد رباعي فلوريد الزئبق:

XeF 4 + 2Hg = Xe + 2HgF 2

تتم فلورة البلاتين أيضًا بهذه المادة، ولكنه يذوب فقط في فلوريد الهيدروجين.

الشيء المثير للاهتمام في كيمياء الزينون هو أنه من خلال تغيير ظروف التفاعل، من الممكن الحصول ليس فقط على XeF 4، ولكن أيضًا على فلوريدات أخرى - XeF 2، XeF 6.

أظهر الكيميائيون السوفييت V. M. Khutoretsky و V. A. Shpansky أن الظروف القاسية ليست ضرورية على الإطلاق لتخليق ثنائي فلوريد الزينون. ووفقا للطريقة التي اقترحوها، يتم تغذية خليط من الزينون والفلور (بنسبة جزيئية 1:1) في وعاء مصنوع من النيكل أو الفولاذ المقاوم للصدأ، وعندما يرتفع الضغط إلى 35 ضغط جوي، يبدأ التفاعل التلقائي.

XeF 2 هو فلوريد الزينون الوحيد الذي يمكن إنتاجه دون استخدام عنصر الفلور. ويتكون من عمل تفريغ كهربائي على خليط من الزينون ورابع فلوريد الكربون. وبطبيعة الحال، التوليف المباشر ممكن أيضا. يتم الحصول على XeF 2 نقي جدًا عن طريق تشعيع خليط من الزينون والفلور بالأشعة فوق البنفسجية. ذوبان ثنائي الفلورايد في الماء منخفض، لكن محلوله عامل مؤكسد قوي. تدريجيًا يتحلل ذاتيًا إلى زينون وأكسجين وفلوريد الهيدروجين. يحدث التحلل بسرعة خاصة في بيئة قلوية. ديفلورايد له رائحة حادة ومحددة. من الأمور ذات الأهمية النظرية الكبيرة طريقة تخليق ثنائي فلوريد الزينون، بناءً على تعريض خليط من الغازات للأشعة فوق البنفسجية (الطول الموجي في حدود 2500-3500 ألف). يتسبب الإشعاع في انقسام جزيئات الفلور إلى ذرات حرة. هذا هو سبب تكوين ثنائي الفلورايد: الفلور الذري نشط بشكل غير عادي. للحصول على XeF 6، يلزم توفر شروط أكثر صرامة: 700 درجة مئوية و200 ضغط جوي. في مثل هذه الظروف، في خليط من الزينون والفلور (نسبة من 1:4 إلى 1:20)، يتم تحويل كل الزينون تقريبًا إلى XeF 6. سداسي فلوريد الزينون نشط للغاية ويتحلل بشكل متفجر. يتفاعل بسهولة مع فلوريد الفلزات القلوية (ما عدا LiF):

XeF6 + RbF = RbXeF 7،

ولكن عند 50 درجة مئوية يتحلل هذا الملح:

2RbXeF 7 = زيف 6 + آر بي 2 زيف 8

تم أيضًا الإبلاغ عن تخليق الفلورايد العالي XeF 8، والذي يكون مستقرًا فقط عند درجات حرارة أقل من 196 درجة مئوية تحت الصفر.

أثار تخليق مركبات الزينون الأولى سؤالاً للكيميائيين حول مكان الغازات الخاملة في الجدول الدوري. في السابق، تم تخصيص الغازات النبيلة لمجموعة صفرية منفصلة، ​​والتي تتوافق تمامًا مع فكرة تكافؤها. ولكن عندما دخل الزينون في تفاعل كيميائي، وعندما أصبح الفلوريد الأعلى معروفًا، حيث يكون تكافؤ الزينون ثمانية (وهذا يتوافق تمامًا مع بنية غلافه الإلكتروني)، قرروا نقل الغازات الخاملة إلى المجموعة الثامنة. توقفت المجموعة الصفرية عن الوجود.

لم يكن من الممكن حتى الآن إجبار الزينون على التفاعل دون مشاركة الفلور (أو بعض مركباته). يتم الحصول على جميع مركبات الزينون المعروفة حاليًا من الفلوريدات الموجودة فيه. وقد زادت هذه المواد التفاعل. من الأفضل دراسة تفاعل فلوريد الزينون مع الماء. يؤدي التحلل المائي لـ XeF 4 في بيئة حمضية إلى تكوين أكسيد الزينون XeO 3 - بلورات عديمة اللون تنتشر في الهواء. يمتلك جزيء XeO 3 بنية هرم مثلثي مفلطح مع ذرة زينون في الأعلى. هذا الاتصال غير مستقر للغاية؛ وعندما تتحلل تقترب قوة الانفجار من قوة انفجار مادة تي إن تي. بضع مئات من الملليجرامات من XeO 3 تكفي لتفجير المجفف إلى أجزاء. من الممكن أنه بمرور الوقت سيتم استخدام ثالث أكسيد الزينون كمتفجرات ساحقة. ستكون مثل هذه المتفجرات مريحة للغاية، لأن جميع منتجات التفاعل المتفجر هي غازات. في غضون ذلك، فإن استخدام ثالث أكسيد الزينون لهذا الغرض مكلف للغاية - فبعد كل شيء، يوجد زينون في الغلاف الجوي أقل من الذهب في مياه البحر، وعملية عزله كثيفة العمالة للغاية. لنتذكر أنه للحصول على 1 م 3 من الزينون، يجب معالجة 11 مليون م 3 من الهواء. يتشكل الحمض غير المستقر للزينون سداسي التكافؤ H 6 XeO 6 المقابل لثالث أكسيد نتيجة التحلل المائي لـ XeF 6 عند 0 درجة مئوية:

XeF6 + 6H2O = 6HF + H6 XeO6

إذا تمت إضافة Ba (OH) 2 بسرعة إلى منتجات هذا التفاعل، يترسب راسب أبيض غير متبلور من Ba 3 XeO 6. عند 125 درجة مئوية يتحلل إلى أكسيد الباريوم والزينون والأكسجين. تم الحصول على أملاح زينونات الصوديوم والبوتاسيوم مماثلة. عندما يؤثر الأوزون على محلول XeO 3 في هيدروكسيد الصوديوم أحادي المولي، يتكون ملح من حمض الزينون الأعلى Na 4 XeO 6. يمكن عزل بيرزينونات الصوديوم على شكل هيدرات بلورية عديمة اللون Na4XeO6 · 6H 2 O. يؤدي التحلل المائي لـ XeF 6 في هيدروكسيدات الصوديوم والبوتاسيوم أيضًا إلى تكوين بيرزينونات. إذا تمت معالجة الملح الصلب Na 4 XeO 6 بمحلول من الرصاص أو الفضة أو نترات اليورانيل، يتم الحصول على البيركسينونات المقابلة: PbXeO 6 و(UO 2) 2XeO 6 أصفر اللون وAg 4 XeO 6 أسود. يتم إنتاج أملاح مماثلة بواسطة البوتاسيوم والليثيوم والسيزيوم والكالسيوم.

يتم الحصول على الأكسيد المقابل للحمض الأعلى للزينون عن طريق تفاعل Na 4 XeO 6 مع حمض الكبريتيك المبرد اللامائي. هذا هو رباعي أكسيد الزينون XeO 4. وفيه، كما هو الحال في ثماني الفلورايد، يبلغ تكافؤ الزينون ثمانية. يتحلل رباعي الأكسيد الصلب عند درجات حرارة أعلى من 0 درجة مئوية إلى زينون وأكسجين، والغازي (في درجة حرارة الغرفة) - إلى ثالث أكسيد الزينون والزينون والأكسجين. يحتوي جزيء XeO 4 على شكل رباعي السطوح مع ذرة زينون في المركز. اعتمادًا على الظروف، يمكن أن يتم التحلل المائي لسداسي فلوريد الزينون بطريقتين؛ في إحدى الحالات، يتم الحصول على رباعي أكسيد فلوريد XeOF 4، وفي الحالة الأخرى - ثنائي أوكسي فلوريد XeO 2 F 2. يؤدي التوليف المباشر من العناصر إلى تكوين أوكسي فلوريد XeOF 2. وجميعها مواد صلبة عديمة اللون، ومستقرة في الظروف العادية.

إن التفاعل الذي تمت دراسته مؤخرًا لثنائي فلوريد الزينون مع HC1O 4 اللامائي مثير للاهتمام للغاية. ونتيجة لهذا التفاعل، تم الحصول على مركب زينون جديد، XeClO 4، وهو عامل مؤكسد قوي للغاية، وربما الأقوى بين جميع البيركلورات.

كما تم تصنيع مركبات الزينون التي لا تحتوي على الأكسجين. هذه أملاح مزدوجة بشكل أساسي، منتجات تفاعل فلوريد الزينون مع فلوريدات الأنتيمون والزرنيخ والبورون والتنتالوم: XeF 2 SbF 5، XeF 6 AsF 3، XeF 6 BF 3 وXeF 2 2TaF 5. أخيرًا، تم الحصول على مواد من النوع XeSbF 6، المستقر في درجة حرارة الغرفة، وXeSiF 6، وهو مركب غير مستقر.

يمتلك الكيميائيون كميات صغيرة جدًا من غاز الرادون تحت تصرفهم، لكنهم تمكنوا من إثبات أنه يتفاعل أيضًا مع الفلور، مكونًا الفلوريدات غير المتطايرة. بالنسبة للكريبتون، تم عزل ثنائي فلوريد KrF2 ورباعي فلوريد KrF 4 ودراستهما بحثًا عن خصائص تذكرنا بمركبات الزينون.

3.3 تحضير الأرجون.

يحتوي الغلاف الجوي للأرض على 66 · 10 13 طناً من الأرجون. إن مصدر الأرجون هذا لا ينضب، خاصة وأن كل الأرجون تقريبًا يعود عاجلاً أم آجلاً إلى الغلاف الجوي، لأنه لا يخضع لأي تغيرات فيزيائية أو كيميائية عند استخدامه. الاستثناء هو كميات صغيرة جدًا من نظائر الأرجون، والتي يتم إنفاقها لإنتاج عناصر ونظائر جديدة في التفاعلات النووية. يتم إنتاج الأرجون كمنتج ثانوي عندما يتم فصل الهواء إلى الأكسجين والنيتروجين. عادة، يتم استخدام أجهزة فصل الهواء ذات التصحيح المزدوج، والتي تتكون من عمود منخفض الضغط العالي (الفصل المسبق)، وعمود علوي منخفض الضغط، ومبخر مكثف متوسط. في النهاية، تتم إزالة النيتروجين من الأعلى، والأكسجين من المساحة الموجودة فوق المكثف. إن تطاير الأرجون أكبر من تطاير الأكسجين، ولكنه أقل من تطاير النيتروجين. لذلك، يتم تحديد جزء الأرجون عند نقطة تقع تقريبًا عند ثلث ارتفاع العمود العلوي ويتم نقله إلى عمود خاص. تكوين جزء الأرجون: 10...12% أرجون، حتى 0.5% نيتروجين، والباقي أكسجين. في عمود "الأرجون" المتصل بالجهاز الرئيسي، يتم إنتاج الأرجون بخليط من 3...10% أكسجين و3...5% نيتروجين. بعد ذلك تأتي تنقية الأرجون "الخام" من الأكسجين (كيميائيًا أو عن طريق الامتزاز) ومن النيتروجين (عن طريق التصحيح). يتم الآن إنتاج الأرجون بدرجة نقاء تصل إلى 99.99% على نطاق صناعي. يتم استخراج الأرجون أيضًا من مخلفات إنتاج الأمونيا - من النيتروجين المتبقي بعد ربط معظمه بالهيدروجين. يتم تخزين ونقل الأرجون في اسطوانات سعة 40 لترا، مطلية باللون الرمادي مع خط أخضر ونقش أخضر. الضغط فيها 150 أجهزة الصراف الآلي. يعد نقل الأرجون المسال أكثر اقتصادا، حيث تستخدم قوارير ديوار وخزانات خاصة. تم الحصول على النظائر المشعة الاصطناعية للأرجون عن طريق تشعيع بعض النظائر المستقرة والمشعة (37 Cl، 36 Ar، 40 Ar، 40 Ca) مع البروتونات والديوترونات، وكذلك عن طريق تشعيع المنتجات المتكونة في المفاعلات النووية أثناء تحلل اليورانيوم مع النيوترونات. يُستخدم النظائر 37 Ar و41 Ar كمتتبعات إشعاعية: الأول - في الطب والصيدلة، والثاني - في دراسة تدفقات الغاز وفعالية التهوية وفي الأبحاث العلمية المختلفة. لكن بالطبع هذه ليست أهم استخدامات الأرجون.

3.4 التأثير الفسيولوجي للغازات الخاملة.

وكان من الطبيعي أن نتوقع أن المواد الخاملة كيميائيا مثل الغازات الخاملة لا تؤثر على الكائنات الحية. ولكن هذا ليس صحيحا. إن استنشاق الغازات الخاملة الأعلى (المختلطة بالأكسجين بالطبع) يؤدي بالشخص إلى حالة مشابهة للتسمم بالكحول. يحدث التأثير المخدر للغازات الخاملة بسبب الذوبان في الأنسجة العصبية. كلما زاد الوزن الذري للغاز الخامل، زادت قابليته للذوبان وكان تأثيره المخدر أقوى.

الآن عن تأثير الأرجون على الكائن الحي. عند استنشاق خليط من 69٪ أر، 11٪ نيتروجين و 20٪ أكسجين تحت ضغط 4 أتموس، تحدث ظواهر التخدير، وهي أكثر وضوحا بكثير مما كانت عليه عند استنشاق الهواء تحت نفس الضغط. يختفي التخدير على الفور بعد إيقاف إمداد الأرجون. والسبب هو عدم قطبية جزيئات الأرجون، بينما زيادة الضغط تزيد من ذوبان الأرجون في الأنسجة العصبية. لقد وجد علماء الأحياء أن الأرجون يعزز نمو النبات. حتى في جو الأرجون النقي، ظهرت بذور الأرز والذرة والخيار والجاودار. ينمو البصل والجزر والخس بشكل جيد في جو يتكون من 98% أرجون و2% أكسجين فقط.

رابعا تطبيق الغازات الخاملة.

الهيليوم مصدر مهم لدرجات الحرارة المنخفضة. عند درجة حرارة الهيليوم السائل، لا توجد حركة حرارية للذرات والإلكترونات الحرة في المواد الصلبة تقريبًا، مما يجعل من الممكن دراسة العديد من الظواهر الجديدة، مثل الموصلية الفائقة في الحالة الصلبة.

يستخدم غاز الهيليوم كغاز خفيف لملء البالونات. ولأنه غير قابل للاشتعال، فإنه يضاف إلى الهيدروجين لملء غلاف المنطاد.

وبما أن الهيليوم أقل قابلية للذوبان في الدم من النيتروجين، يتم استخدام كميات كبيرة من الهيليوم في مخاليط التنفس للعمل تحت الضغط، على سبيل المثال أثناء الغوص البحري، عند إنشاء الأنفاق والهياكل تحت الماء. عند استخدام الهيليوم، يكون تخفيف الضغط (إطلاق الغاز المذاب من الدم) أقل إيلامًا بالنسبة للغواص، كما تقل احتمالية الإصابة بمرض تخفيف الضغط، ويتم التخلص من ظاهرة التخدير النيتروجيني، وهو الرفيق الدائم والخطير لعمل الغواص. تستخدم خلطات He-O2 بسبب انخفاض لزوجتها في تخفيف نوبات الربو وأمراض الجهاز التنفسي المختلفة.

يستخدم الهيليوم كوسيط خامل في اللحام القوسي، وخاصة المغنيسيوم وسبائكه، في إنتاج Si وGe وTi وZr لتبريد المفاعلات النووية.

الاستخدامات الأخرى للهيليوم هي لتزييت المحامل بالغاز، وفي عدادات النيوترونات (هيليوم-3)، ومقاييس حرارة الغاز، والتحليل الطيفي للأشعة السينية، وتخزين الطعام، ومفاتيح الجهد العالي. يتم استخدام الهيليوم، الممزوج بالغازات النبيلة الأخرى، في إعلانات النيون الخارجية (في أنابيب تفريغ الغاز). الهيليوم السائل مفيد في تبريد الموصلات الفائقة المغناطيسية ومسرعات الجسيمات والأجهزة الأخرى. أحد التطبيقات غير العادية للهيليوم كمبرد هو عملية الخلط المستمر لـ 3 He و 4 He لإنشاء والحفاظ على درجات حرارة أقل من 0.005 كلفن

مجالات تطبيق الزينون متنوعة وأحياناً غير متوقعة. ويستفيد الإنسان من خموله وقدرته الرائعة على التفاعل مع الفلور. في تكنولوجيا الإضاءة، اكتسبت مصابيح زينون ذات الضغط العالي الاعتراف. في مثل هذه المصابيح، يضيء تفريغ القوس في زينون، والذي يقع تحت ضغط عدة عشرات من الأجواء. يظهر الضوء في مصابيح الزينون مباشرة بعد تشغيله، وهو مشرق وله طيف مستمر - من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة. يستخدم الأطباء أيضًا الزينون في فحوصات الدماغ الفلوروسكوبية. مثل عصيدة الباريت، التي تستخدم لتشميع الأمعاء، يمتص الزينون الأشعة السينية بقوة ويساعد في العثور على الآفات. ومع ذلك، فهو غير ضار تماما. ويستخدم النظير النشط للعنصر رقم 54 الزينون – 133 في دراسة النشاط الوظيفي للرئتين والقلب.

عن طريق نفخ الأرجون عبر الفولاذ السائل، تتم إزالة شوائب الغاز منه. هذا يحسن خصائص المعدن.

يتم استخدام اللحام بالقوس الكهربائي بشكل متزايد في بيئة الأرجون. في طائرة الأرجون، من الممكن لحام المنتجات والمعادن ذات الجدران الرقيقة التي كان من الصعب لحامها في السابق. لن يكون من المبالغة القول إن القوس الكهربائي في جو الأرجون أحدث ثورة في تكنولوجيا قطع المعادن. وكانت العملية أسرع بكثير، وأصبح من الممكن قطع صفائح سميكة من المعادن الأكثر صهرًا. الأرجون المنفوخ على طول عمود القوس (مخلوطًا بالهيدروجين) يحمي الحواف المقطوعة وقطب التنغستن من تكوين الأكسيد والنيتريد والأغشية الأخرى. في نفس الوقت، يقوم بضغط وتركيز القوس على سطح صغير، مما يجعل درجة الحرارة في منطقة القطع تصل إلى 4000-6000 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يقوم نفاث الغاز هذا بنفخ منتجات القطع. عند اللحام بخبث الأرجون، ليست هناك حاجة للتدفقات وطلاءات الأقطاب الكهربائية، وبالتالي ليست هناك حاجة لتنظيف التماس من بقايا الخبث والتدفق.

ويستخدم النيون والأرجون كمواد مالئة في مصابيح النيون ومصابيح النهار، ويستخدم الكريبتون لملء المصابيح العادية من أجل تقليل التبخر وزيادة سطوع خيوط التنغستن. مصابيح الكوارتز ذات الضغط العالي، وهي أقوى مصادر الإضاءة، مملوءة بالزينون. ويستخدم الهيليوم والأرجون في الليزر الغازي.

قائمة الأدب المستخدم

1. بتروف إم إم، ميخيليف إل إيه، كوكوشكين يو.ن. "الكيمياء غير العضوية"

2. جوزي إل إس. محاضرات في الكيمياء العامة”

3. أحمدوف ن.س. "الكيمياء العامة وغير العضوية"

4. نيكراسوف بي.في. "كتاب الكيمياء العامة"

5. جلينكا ن.ل. "كيمياء عامة

6. خوداكوف يو.في. "الكيمياء العامة وغير العضوية"

افتتاح:

في عام 1893، تم لفت الانتباه إلى التناقض بين كثافات النيتروجين من الهواء والنيتروجين الناتج عن تحلل مركبات النيتروجين: لتر النيتروجين من الهواء كان وزنه 1.257 جرام، والذي تم الحصول عليه وزنه كيميائيا 1.251 جرام، وهي دراسة دقيقة للغاية. وأظهرت دراسة تكوين الهواء التي أجريت لتوضيح هذا الظرف الغامض أنه بعد إزالة كل الأكسجين والنيتروجين، كانت هناك بقايا صغيرة (حوالي 1٪) لم تتفاعل كيميائيا مع أي شيء.

وهكذا فإن اكتشاف عنصر جديد، يُدعى الأرجون (كلمة يونانية تعني غير نشط)، يمثل "انتصار العلامة العشرية الثالثة". تبين أن الوزن الجزيئي للأرجون هو 39.9 جم/مول.

أما الغاز الخامل التالي الذي سيتم اكتشافه، وهو الهيليوم ("الطاقة الشمسية")، فقد تم اكتشافه في الشمس قبل اكتشافه على الأرض. لقد أصبح هذا ممكنًا بفضل طريقة التحليل الطيفي التي تم تطويرها في الخمسينيات من القرن الماضي.

وبعد سنوات قليلة من اكتشاف الأرجون والهيليوم (في عام 1898)، تم عزل ثلاثة غازات نبيلة أخرى من الهواء: النيون ("الجديد") والكريبتون ("المخفي") والزينون ("الغريب"). يمكن ملاحظة مدى صعوبة اكتشافها من حقيقة أن 1 م 3 من الهواء مع 9.3 لترًا من الأرجون يحتوي فقط على 18 مل من النيون و 5 مل من الهيليوم و 1 مل من الكريبتون و 0.09 مل من الزينون.

تم اكتشاف آخر غاز خامل، الرادون، في عام 1900 أثناء دراسة بعض المعادن. يبلغ محتواه في الغلاف الجوي 6-10 -18٪ فقط من حيث الحجم (وهو ما يعادل 1-2 ذرة لكل سنتيمتر مكعب). تشير التقديرات إلى أن الغلاف الجوي للأرض بأكمله يحتوي على 374 لترًا فقط من غاز الرادون.

الخصائص الفيزيائية:

جميع الغازات النبيلة عديمة اللون وتتكون من جزيئات أحادية الذرة. يعتمد فصل الغازات الخاملة على الاختلاف في خواصها الفيزيائية.

الغازات الخاملة عديمة اللون وعديمة الرائحة. وهي موجودة بكميات صغيرة في الهواء، والغازات الخاملة ليست سامة. ومع ذلك، فإن الجو الذي يحتوي على زيادة تركيز الغازات الخاملة وانخفاض مماثل في تركيز الأكسجين يمكن أن يكون له تأثير خانق على الشخص، بما في ذلك فقدان الوعي والوفاة. هناك حالات وفاة معروفة بسبب تسرب الأرجون.

نقطة الانصهار، درجة مئوية
نقطة الغليان، درجة مئوية

تسمى كمية الحرارة اللازمة لتحويل المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة بحرارة الانصهار، وللانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة البخارية تسمى حرارة التبخر. ويشار عادة إلى كلا الكميتين على أنهما تحولات تحدث تحت الضغط الطبيعي. بالنسبة للغازات الخاملة فإن لها القيم التالية (kcal/g-atom):

حرارة الانصهار
حرارة التبخير

تتم مقارنة أدناه درجات الحرارة الحرجة الغازات الخاملة وتلك الضغوط الضرورية والكافية لانتقالها عند درجات الحرارة هذه من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة، - الضغوط الحرجة:

درجة الحرارة الحرجة، درجة مئوية
الضغط الحرج، أجهزة الصراف الآلي

هذا مثير للاهتمام :

تم حل مسألة ذرية جزيء الأرجون باستخدام النظرية الحركية. ووفقا لها، فإن كمية الحرارة التي يجب إنفاقها لتسخين جزيء جرام من الغاز بدرجة واحدة تعتمد على عدد الذرات الموجودة في جزيئه. عند الحجم الثابت، يحتاج جزيء جرام من الغاز أحادي الذرة إلى 3البراز، ثنائي الذرة - 5 كال. بالنسبة للأرجون أعطت التجربة 3البراز، مما يدل على الطبيعة الأحادية لجزيئه، وكذلك الأمر بالنسبة للغازات الخاملة الأخرى.

كان الهيليوم آخر غاز يتم تحويله إلى الحالة السائلة والصلبة. فيما يتعلق به، كانت هناك صعوبات خاصة بسبب حقيقة أنه نتيجة للتوسع في درجات الحرارة العادية، لا يبرد الهيليوم، ولكن مع ارتفاع درجات الحرارة. فقط أقل من -250 درجة مئوية يبدأ في التصرف "بشكل طبيعي". ويترتب على ذلك أن عملية التسييل المعتادة لا يمكن تطبيقها على الهيليوم إلا بعد تبريده بقوة مسبقًا. ومن ناحية أخرى، فإن درجة الحرارة الحرجة للهيليوم منخفضة للغاية. نظرًا لهذه الظروف، لم يتم الحصول على نتائج إيجابية عند العمل بالهيليوم إلا بعد إتقان تقنية العمل بالهيدروجين السائل، وذلك باستخدام التبخر الذي كان من الممكن فقط تبريد الهيليوم إلى درجات الحرارة المطلوبة. أمكن الحصول على الهيليوم السائل لأول مرة عام 1908، وهو الهيليوم الصلب-الخامس1926

الخواص الكيميائية:

تتميز الغازات الخاملة بغياب كامل (He، Ne، Ar) أو شبه كامل (Kr، Xe، Rn) للنشاط الكيميائي. في الجدول الدوري يشكلون مجموعة خاصة (الثامنة). وبعد فترة وجيزة من اكتشاف الغازات الخاملة، تم تسمية المجموعة الجديدة التي شكلتها في الجدول الدوري بالصفر، وذلك للتأكيد على التكافؤ الصفري لهذه العناصر، أي افتقارها إلى النشاط الكيميائي. غالبًا ما يستخدم هذا الاسم في الوقت الحاضر، ومع ذلك، في جوهر القانون الدوري، من الأصح اعتبار مجموعة الغازات الخاملة هي المجموعة الثامنة، حيث أن الفترات المقابلة لا تبدأ بهذه العناصر، بل تنتهي.

تم اكتشاف غياب الخمول الكيميائي الكامل في الغازات الخاملة الثقيلة فقط في عام 1962. وتبين أنها قادرة على الاندماج مع أشباه المعادن الأكثر نشاطًا - الفلور (وفقط معه). يتفاعل الزينون (والرادون) بسهولة تامة، أما الكريبتون فهو أكثر صعوبة. تم الحصول على XeF 2 وXeF 4 وXeF 6 وKrF 2 منخفض الثبات. وكلها مواد بلورية متطايرة عديمة اللون.

ثنائي فلوريد الزينون(XeF 2) - يتشكل ببطء تحت تأثير ضوء النهار على خليط من Xe وF 2 عند ظروف الصفر. لها رائحة غثيان مميزة. يتطلب تكوين الجزيء إثارة ذرة الزينون من 5s 2 5p 6 إلى أقرب حالة ثنائية التكافؤ 5s 2 5p 5 s 1 - 803 kJ/mol، إلى 5s 2 5p 5 6p 1 -924 kJ/mol، 25s 2 5p 1 6د 1 - 953 كيلوجول/ مول.

Xe+F 2 → XeF 2

0.15 مول/لتر يذوب في الماء. الحل هو عامل مؤكسد قوي جدا. يتحلل المحلول وفق المخطط التالي:

XeF 2 +H 2 O →HF+Xe+O 2 (تحدث العملية بشكل أسرع في البيئة القلوية، وأبطأ في البيئة الحمضية).

زينونتترافلورايد-يتكون التفاعل من مواد بسيطة، وهو تفاعل طارد للحرارة للغاية، وهو الأكثر استقرارًا بين جميع الفلوريدات.

XeF 4 +2Hg=2HgF 2 +Xe

XeF4 +Pt=PtF4 +Xe

رد فعل نوعي لرباعي فلوريد الزينون :

XeF 4 +4KI=4KF+2I 2 ↓+Xe

يتحلل رباعي فلوريد الزينون وفق المخططات التالية:

3Xe 4+ →Xe 6+ +2Xe 0 (في الوسط الحمضي).

Xe 4+ →Xe 0 +Xe 8+ (في وسط قلوي).

سداسي فلوريد الزينون عديم اللون، والمعروف في 3 تعديلات بلورية. عند 49 درجة مئوية، يتحول إلى سائل أصفر، وعندما يصلب يتغير لونه مرة أخرى. الأبخرة ذات لون أصفر شاحب. يتحلل بشكل انفجاري. تحت تأثير الهواء الرطب يتحلل:

XeF6 +H2O→2HF+OXeF 4

OXeF 4 هو سائل عديم اللون، وأقل تفاعلاً من XeF 6. ويشكل هيدرات بلورية مع فلوريد الفلز القلوي، على سبيل المثال: KF∙OXeF 4

مزيد من التحلل المائي يمكن أن ينتج ثالث أكسيد الزينون:

XeF 6 +3H 2 O → XeO 3 +6HF

XeO 3 عبارة عن مادة متفجرة عديمة اللون تنتشر في الهواء. يتفكك بشكل انفجاري، ولكن عند تسخينه بلطف عند درجة حرارة 40 درجة مئوية، يحدث التفاعل:

2XeO 3 → 2Xe+3O 2

يوجد حمض يتوافق رسميًا مع هذا الأكسيد - H 2 XeO 4. هناك أملاح مقابلة لهذا الحمض: MHXeO 4 أو MH 5 XeO 6، تم الحصول على حمض (M - من الصوديوم إلى السيزيوم) يتوافق مع الملح الأخير:

3XeF 4 +6Ca(OH) 2 →6CaF 2 ↓+Xe+2H 2 XeO 6

في بيئة قلوية بقوة، يزيل Xe 6+:

4Xe 6+ →Xe 0 +3Xe 8+

ثنائي فلوريد الكريبتون- متقلبة، عديم اللونبلورات ، مادة فعالة كيميائيا. في درجات حرارة مرتفعة تتحلل إلىكريبتون الفلور . تم الحصول عليه لأول مرة عن طريق تفريغ كهربائي على خليط من المواد عند -188℃:

F2 +Kr←KrF 2

يتحلل بالماء وفق المخطط التالي:

2KrF 2 +2H 2 O → O 2 +4HF + 2Kr

تطبيق الغازات الخاملة:

تجد الغازات الخاملة مجموعة متنوعة من التطبيقات العملية. وعلى وجه الخصوص، فإن دور الهيليوم في الحصول على درجات حرارة منخفضة مهم للغاية، حيث أن الهيليوم السائل هو أبرد جميع السوائل، وقد تم استخدام الهواء الاصطناعي، الذي يتم فيه استبدال النيتروجين بالهيليوم، لأول مرة لضمان تنفس الغواصين. تزداد قابلية ذوبان الغازات بشكل كبير مع زيادة الضغط، لذلك، عندما ينزل الغواص في الماء ويتم تزويده بالهواء العادي، يذوب الدم كمية أكبر من النيتروجين مقارنة بالظروف العادية. أثناء الصعود، عندما ينخفض ​​الضغط، يبدأ إطلاق النيتروجين المذاب وتسد فقاعاته الأوعية الدموية الصغيرة جزئيًا، مما يؤدي إلى تعطيل الدورة الدموية الطبيعية والتسبب في نوبات "مرض الغواص". بفضل استبدال النيتروجين بالهيليوم، تضعف التأثيرات المؤلمة بشكل حاد بسبب انخفاض قابلية ذوبان الهيليوم في الدم، وهو أمر ملحوظ بشكل خاص عند الضغوط العالية. يتيح العمل في جو من هواء "الهيليوم" للغواصين النزول إلى أعماق كبيرة (أكثر من 100 متر) وإطالة فترة بقائهم تحت الماء بشكل ملحوظ.

وبما أن كثافة هذا الهواء أقل بحوالي ثلاث مرات من كثافة الهواء العادي، فمن الأسهل بكثير التنفس. وهذا ما يفسر الأهمية الطبية الكبيرة لهواء الهيليوم في علاج الربو والاختناق وما إلى ذلك، في حين أن تخفيف تنفس المريض على المدى القصير يمكن أن ينقذ حياته. وعلى غرار الهيليوم، فإن هواء "الزينون" (80% زينون، 20% أكسجين) له تأثير مخدر قوي عند استنشاقه، ويمكن استخدامه طبيا.

يستخدم النيون والأرجون على نطاق واسع في الصناعة الكهربائية. وعندما يمر تيار كهربائي عبر أنابيب زجاجية مملوءة بهذه الغازات، يبدأ الغاز بالتوهج، والذي يستخدم في تصميم النقوش المضيئة.

تعتبر أنابيب النيون عالية الطاقة من هذا النوع مناسبة بشكل خاص للمنارات وأجهزة الإشارة الأخرى، نظرًا لأن ضوءها الأحمر لا يحجبه الضباب إلا قليلاً. يتغير لون توهج الهيليوم من الوردي إلى الأصفر إلى الأخضر مع انخفاض ضغطه في الأنبوب. تتميز Ar وKr وXe بدرجات مختلفة من اللون الأزرق.

كما يستخدم الأرجون (المخلوط عادة مع 14% نيتروجين) لملء المصابيح الكهربائية. نظرًا لانخفاض الموصلية الحرارية بشكل كبير، فإن الكريبتون والزينون أكثر ملاءمة لهذا الغرض: فالمصابيح الكهربائية المملوءة بهما توفر المزيد من الضوء بنفس استهلاك الطاقة، وتتحمل الحمل الزائد بشكل أفضل وأكثر متانة من المصابيح التقليدية.

المحرر: غالينا نيكولاييفنا خارلاموفا