का आणि कोणत्या वायूंना "नोबल" म्हणतात? अक्रिय वायू म्हणजे काय? उदात्त वायूंचे रासायनिक गुणधर्म

जरी तुम्ही रसायनशास्त्रज्ञ किंवा रसायनशास्त्राच्या जवळची व्यक्ती नसली तरीही, तुम्ही कदाचित अक्रिय वायूंसारखे नाव ऐकले असेल. आपण कदाचित उदात्त वायूंसारख्या व्याख्येच्या अस्तित्वाबद्दल देखील ऐकले असेल.

हे नाव मनोरंजक आहे की हे नाव वायूंच्या समान गटाला दिले गेले आहे आणि आज आपण समजू की उदात्त वायूंना नोबल वायू का म्हटले जाते आणि त्यांच्याबद्दल माहितीचा थोडक्यात विचार करू.

अक्रिय वायू काय आहेत

पदार्थांचा संपूर्ण समूह, किंवा त्याऐवजी रासायनिक घटक, ताबडतोब अक्रिय वायूंच्या वैशिष्ट्यांशी जुळतात. ते सर्व समान गुणधर्म आहेत. अक्रिय वायू सामान्य परिस्थितीत गंधहीन आणि गंधहीन असतात. याव्यतिरिक्त, ते अत्यंत कमी पातळीच्या रासायनिक प्रतिक्रियांद्वारे देखील ओळखले जातात.

अक्रिय वायूंच्या गटात रेडॉन, हेलियम, झेनॉन, आर्गॉन, क्रिप्टन आणि निऑन यांचा समावेश होतो.

अक्रिय वायूंना उदात्त वायू का म्हटले गेले?

आज रसायनशास्त्रात, जड वायूंना वाढत्या प्रमाणात उदात्त वायू म्हटले जाते, परंतु पूर्वी हे नाव अधिकृत ("जड") पेक्षा कमी सामान्य नव्हते. आणि या नावाच्या उत्पत्तीचा इतिहास खूप मनोरंजक आहे.

हे नाव थेट वायूंच्या गुणधर्मांवरून उद्भवते, कारण ते व्यावहारिकपणे आवर्त सारणीच्या इतर कोणत्याही घटकांसह कोणत्याही प्रतिक्रियांमध्ये प्रवेश करत नाहीत, जरी आपण वायूंबद्दल बोलत असलो तरीही. या बदल्यात, उर्वरित घटक स्वेच्छेने असे "कनेक्शन" बनवतात, एकमेकांशी प्रतिक्रियांमध्ये प्रवेश करतात. यावर आधारित, निष्क्रिय वायूंना "नोबल" या सामान्य नावाने संबोधले जाऊ लागले, ज्याने कालांतराने जवळजवळ अधिकृत दर्जा प्राप्त केला, आज शास्त्रज्ञ वापरतात.

हे जाणून घेणे देखील मनोरंजक आहे की "उदात्त" वायूंव्यतिरिक्त, निष्क्रिय वायूंना देखील "दुर्मिळ" म्हटले जाते. आणि हे नाव देखील सहजपणे स्पष्ट केले आहे - सर्व केल्यानंतर, नियतकालिक सारणीच्या सर्व घटकांपैकी, केवळ 6 अशा वायूंची नोंद केली जाऊ शकते.

अक्रिय वायूंचा वापर

त्यांच्या स्वतःच्या वैशिष्ट्यांमुळे, दुर्मिळ वायू क्रायोजेनिक तंत्रज्ञानामध्ये अद्वितीय रेफ्रिजरंट्सच्या स्वरूपात वापरण्यास सक्षम आहेत. हे शक्य झाले कारण घटकांचे उकळण्याचे आणि वितळण्याचे बिंदू खूप कमी आहेत.

याव्यतिरिक्त, जर आपण हेलियमबद्दल थेट बोललो तर, ते श्वासोच्छवासाच्या मिश्रणाच्या उत्पादनासाठी घटकांपैकी एक म्हणून वापरले जाते जे स्कूबा डायव्हिंग दरम्यान सक्रियपणे वापरले जाते.

आर्गॉन देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, जे वेल्डिंग आणि कटिंगमध्ये वापरले जाते. आणि कमी थर्मल चालकता गुणधर्म आर्गॉन देखील दुहेरी-चकाकी असलेल्या खिडक्या भरण्यासाठी एक आदर्श सामग्री बनवतात.

नियतकालिक सारणीच्या आठव्या गटाच्या मुख्य उपसमूहात उदात्त वायूंचा समावेश आहे - हीलियम, निऑन, आर्गॉन, क्रिप्टन, क्सीनन आणि रेडॉन. हे घटक अत्यंत कमी रासायनिक क्रियांद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत, ज्यामुळे त्यांना उदात्त, किंवा निष्क्रिय, वायू असे संबोधले जाते. ते फक्त इतर घटक किंवा पदार्थांसह संयुगे तयार करतात; हीलियम, निऑन आणि आर्गॉनची रासायनिक संयुगे प्राप्त झालेली नाहीत. उदात्त वायूंचे अणू रेणूंमध्ये एकत्र केले जात नाहीत, दुसऱ्या शब्दांत, त्यांचे रेणू मोनाटोमिक असतात.

उदात्त वायू घटकांच्या प्रणालीचा प्रत्येक कालावधी समाप्त करतात. हेलियम वगळता, अणूच्या बाहेरील इलेक्ट्रॉन थरामध्ये त्यांच्या सर्वांमध्ये आठ इलेक्ट्रॉन असतात, ज्यामुळे एक अतिशय स्थिर प्रणाली तयार होते. हेलियमचे इलेक्ट्रॉन शेल, ज्यामध्ये दोन इलेक्ट्रॉन असतात, ते देखील स्थिर असते. म्हणून, उदात्त वायूचे अणू उच्च आयनीकरण ऊर्जा आणि नियम म्हणून, नकारात्मक इलेक्ट्रॉन आत्मीयता ऊर्जा द्वारे दर्शविले जातात.

टेबलमध्ये 38 उदात्त वायूंचे काही गुणधर्म तसेच हवेतील त्यांची सामग्री दर्शविते. हे पाहिले जाऊ शकते की उदात्त वायूंचे द्रवीकरण आणि घनीकरणाचे तापमान कमी आहे, त्यांचे अणू द्रव्यमान किंवा अनुक्रमांक कमी आहेत: सर्वात कमी द्रवीकरण तापमान हेलियमसाठी आहे, रेडॉनसाठी सर्वाधिक आहे.

तक्ता 38. उदात्त वायूंचे काही गुणधर्म आणि हवेतील त्यांची सामग्री

19व्या शतकाच्या अखेरीपर्यंत असे मानले जात होते की हवेत फक्त ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन असते. परंतु 1894 मध्ये, इंग्लिश भौतिकशास्त्रज्ञ जे. रेले यांनी स्थापित केले की हवेतून मिळवलेल्या नायट्रोजनची घनता (1.2572) त्याच्या संयुगे (1.2505) पासून मिळवलेल्या नायट्रोजनच्या घनतेपेक्षा किंचित जास्त आहे. रसायनशास्त्राचे प्राध्यापक डब्ल्यू. रामसे यांनी सुचवले की घनतेतील फरक वातावरणातील नायट्रोजनमध्ये काही जड वायूच्या उपस्थितीमुळे होतो. गरम मॅग्नेशियम (रॅमसे) सह नायट्रोजन एकत्र करून किंवा इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज (रेले) च्या कृतीद्वारे ऑक्सिजनसह त्याचे संयोजन करून, दोन्ही शास्त्रज्ञांनी वातावरणातील नायट्रोजनपासून रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय वायूचे पृथक्करण केले. अशा प्रकारे, आर्गॉन नावाचा आतापर्यंतचा अज्ञात घटक सापडला. हवेत नगण्य प्रमाणात असलेले आर्गॉन, हेलियम, निऑन, क्रिप्टन आणि झेनॉन हे वेगळे केले गेले. उपसमूहाचा शेवटचा घटक - रेडॉन - किरणोत्सर्गी परिवर्तनांच्या अभ्यासादरम्यान शोधला गेला.

हे लक्षात घ्यावे की उदात्त वायूंच्या अस्तित्वाचा अंदाज 1883 मध्ये, म्हणजे आर्गॉनचा शोध लागण्याच्या 11 वर्षांपूर्वी, रशियन शास्त्रज्ञ II ए. मोरोझोव्ह (1854-1946) यांनी वर्तवला होता, ज्यांना क्रांतिकारी चळवळीत भाग घेतल्याबद्दल 1882 मध्ये तुरुंगवास भोगावा लागला होता. झारवादी सरकारने श्लिसेलबर्ग किल्ल्यावर. N.A. मोरोझोव्ह यांनी नियतकालिक सारणीमध्ये उदात्त वायूंचे स्थान योग्यरित्या निर्धारित केले, अणूची जटिल रचना, घटकांचे संश्लेषण करण्याची शक्यता आणि इंट्रा-अणु ऊर्जा वापरण्याबद्दल कल्पना मांडल्या. N.A. मोरोझोव्हची 1905 मध्ये तुरुंगातून सुटका झाली आणि त्याची उल्लेखनीय दूरदृष्टी केवळ 1907 मध्ये एकांत कारावासात लिहिलेल्या “पीरियडिक सिस्टम्स ऑफ द स्ट्रक्चर ऑफ मॅटर” या पुस्तकाच्या प्रकाशनानंतरच ज्ञात झाली.

1926 मध्ये, एन.ए. मोरोझोव्ह यूएसएसआर अकादमी ऑफ सायन्सेसचे मानद सदस्य म्हणून निवडले गेले.

बऱ्याच काळापासून असे मानले जात होते की उदात्त वायूचे अणू सामान्यत: इतर घटकांच्या अणूंसह रासायनिक बंध तयार करण्यास अक्षम असतात. उदात्त वायूंचे केवळ तुलनेने अस्थिर आण्विक संयुगे ज्ञात होते - उदाहरणार्थ, सुपर कूल केलेल्या पाण्यावर संकुचित नोबल वायूंच्या क्रियेमुळे हायड्रेट्स तयार होतात. हे हायड्रेट्स क्लॅथ्रेट प्रकाराशी संबंधित आहेत (§ 72 पहा); अशा संयुगांच्या निर्मितीदरम्यान व्हॅलेन्स बॉण्ड्स उद्भवत नाहीत.

बर्फाच्या क्रिस्टलीय संरचनेत असंख्य पोकळ्यांच्या उपस्थितीमुळे पाण्यासह क्लॅथ्रेट्सची निर्मिती अनुकूल आहे (§ 70 पहा).

तथापि, गेल्या दशकांमध्ये असे आढळून आले आहे की क्रिप्टन, झेनॉन आणि रेडॉन इतर घटकांसह आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे फ्लोरिनसह एकत्र करण्यास सक्षम आहेत. अशाप्रकारे, फ्लोरिन (गरम करून किंवा इलेक्ट्रिक डिस्चार्जद्वारे) उदात्त वायूंच्या थेट परस्परसंवादाद्वारे, फ्लोराईड्स आणि प्राप्त झाले. ते सर्व क्रिस्टल्स आहेत जे सामान्य परिस्थितीत स्थिर असतात. ऑक्सिडेशन अवस्थेत झेनॉन डेरिव्हेटिव्ह देखील प्राप्त झाले आहेत - हेक्साफ्लोराइड, ट्रायऑक्साइड, हायड्रॉक्साइड. शेवटचे दोन संयुगे अम्लीय गुणधर्म प्रदर्शित करतात; म्हणून, क्षारांवर प्रतिक्रिया देऊन, ते झेनोनिक ऍसिडचे लवण तयार करतात, उदाहरणार्थ: .

- (अक्रिय वायू), रंगहीन आणि गंधहीन वायूंचा समूह जो आवर्त सारणीतील गट 0 बनवतो. यामध्ये (अणुक्रमांकाच्या वाढत्या क्रमाने) हेलियम, निऑन, आर्गॉन, क्रिप्टन, झेनॉन आणि रेडॉन यांचा समावेश होतो. कमी रासायनिक क्रिया...... वैज्ञानिक आणि तांत्रिक ज्ञानकोशीय शब्दकोश

नोबल गॅसेस- नोबल गॅसेस, रसायन. घटक: हेलियम, निऑन, आर्गॉन, क्रिप्टन, झेनॉन आणि उत्सर्जन. त्यांना त्यांचे नाव इतर घटकांसह प्रतिक्रिया देण्याच्या अक्षमतेमुळे मिळाले. 1894 मध्ये इंग्रजी. रेले आणि रॅमसे या शास्त्रज्ञांना एन हवेतून मिळत असल्याचे आढळले... ... ग्रेट मेडिकल एनसायक्लोपीडिया

- (अक्रिय वायू), नियतकालिक प्रणालीच्या आठव्या गटातील रासायनिक घटक: हेलियम हे, निऑन ने, आर्गॉन एर, क्रिप्टन केआर, झेनॉन एक्स, रेडॉन आरएन. रासायनिक जड; He सोडून सर्व घटक समावेशक संयुगे तयार करतात, उदाहरणार्थ Ar?5.75H2O, Xe ऑक्साइड्स,... ... आधुनिक विश्वकोश

नोबल वायू- (अक्रिय वायू), नियतकालिक प्रणालीच्या आठव्या गटातील रासायनिक घटक: हेलियम हे, निऑन ने, आर्गॉन एर, क्रिप्टन केआर, झेनॉन एक्स, रेडॉन आरएन. रासायनिक जड; तो वगळता सर्व घटक समावेशक संयुगे तयार करतात, उदाहरणार्थ Ar´5.75H2O, Xe ऑक्साइड,... ... इलस्ट्रेटेड एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी

- (अक्रिय वायू) रासायनिक घटक: हेलियम हे, निऑन ने, आर्गॉन एआर, क्रिप्टन केआर, झेनॉन एक्स, रेडॉन आरएन; नियतकालिक सारणीच्या आठव्या गटाशी संबंधित. मोनाटोमिक वायू रंगहीन आणि गंधहीन असतात. हवेत अल्प प्रमाणात उपस्थित, यामध्ये आढळतात... ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

नोबल वायू- (अक्रिय वायू) D.I. मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक सारणीच्या आठव्या गटातील घटक: हेलियम हे, निऑन ने, आर्गॉन एआर, क्रिप्टन Kr, झेनॉन Xe, रेडॉन आरएन. वातावरणात अल्प प्रमाणात उपस्थित, काही खनिजे, नैसर्गिक वायू, ... ... कामगार संरक्षणाचा रशियन ज्ञानकोश

नोबल गॅसेस- (पहा) गट VIII च्या मुख्य उपसमूहाच्या घटकांच्या अणूंनी तयार केलेले साधे पदार्थ (पहा): हीलियम, निऑन, आर्गॉन, क्रिप्टन, झेनॉन आणि रेडॉन. निसर्गात, ते विविध आण्विक प्रक्रियेदरम्यान तयार होतात. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ते अंशतः प्राप्त केले जातात ... ... मोठा पॉलिटेक्निक एनसायक्लोपीडिया

- (अक्रिय वायू), रासायनिक घटक: हेलियम हे, निऑन ने, आर्गॉन एआर, क्रिप्टन केआर, झेनॉन एक्स, रेडॉन आरएन; नियतकालिक सारणीच्या आठव्या गटाशी संबंधित. मोनाटोमिक वायू रंगहीन आणि गंधहीन असतात. हवेत अल्प प्रमाणात उपस्थित, यामध्ये आढळतात... ... विश्वकोशीय शब्दकोश

- (अक्रिय वायू, दुर्मिळ वायू), रासायनिक. घटक VIII gr. नियतकालिक सिस्टम्स: हेलियम (हे), निऑन (ने), आर्गॉन (एआर), क्रिप्टन (केआर), झेनॉन (एक्सई), रेडॉन (आरएन). निसर्गात ते विघटनाच्या परिणामी तयार होतात. आण्विक प्रक्रिया. हवेमध्ये 5.24 * 10 4% आकारमानानुसार He, ... ... रासायनिक विश्वकोश

- (अक्रिय वायू), रासायनिक घटक: हेलियम हे, निऑन ने, आर्गॉन एआर, क्रिप्टन केआर, झेनॉन एक्स, रेडॉन आरएन; VIII नियतकालिक गटाशी संबंधित. प्रणाली मोनाटोमिक वायू रंगहीन आणि गंधहीन असतात. ते हवेत थोड्या प्रमाणात असतात, विशिष्ट प्रमाणात असतात. नैसर्गिक विज्ञान. विश्वकोशीय शब्दकोश

पुस्तके

• , D. N. Putintsev, N. M. Putintsev. पुस्तकात उदात्त वायूंचे संरचनात्मक, थर्मोडायनामिक आणि डायलेक्ट्रिक गुणधर्म, त्यांचे एकमेकांशी असलेले संबंध आणि आंतरआण्विक परस्परसंवादाचे परीक्षण केले आहे. मॅन्युअलच्या मजकुराचा काही भाग देतो...
• साध्या पदार्थांची रचना आणि गुणधर्म. नोबल वायू. ट्यूटोरियल. Grif MO RF, Putintsev D.N. हे पुस्तक उदात्त वायूंचे संरचनात्मक, थर्मोडायनामिक आणि डायलेक्ट्रिक गुणधर्म, त्यांचे एकमेकांशी असलेले संबंध आणि आंतरआण्विक परस्परसंवादाचे परीक्षण करते. मॅन्युअलच्या मजकुराचा काही भाग देतो...

ब्रिटिश इंटरनॅशनल स्कूल

रसायनशास्त्रावरील गोषवारा

"अक्रिय वायू आणि त्यांचे गुणधर्म"

9वी वर्गातील विद्यार्थी

सोकोलेन्को अलेक्सी

पर्यवेक्षक:

चेरनिशेवा I.V.

परिचय ……………………………………………………………………………… 2

1.1 अक्रिय वायू – आठव्या गटाचे घटक……………………………………….2

1.2 पृथ्वीवर आणि विश्वातील आर्गॉन ……………………………………………………………….5

II वायूंच्या शोधाचा इतिहास………………………………………………………………

2.1 आर्गॉन………………………………………………………………………7

2.2 हेलियम………………………………………………………………………………..८

2.3 क्रिप्टन ……………………………………………………………………………………..9

2.4 निऑन ………………………………………………………………………

2.5 झेनॉन……………………………………………………………………………………………………….9

2.6 रेडॉन ……………………………………………………………………………….१०

IIIअक्रिय वायूंचे गुणधर्म आणि त्यांची संयुगे ………………………………………………………………10

3.1 अक्रिय वायूंचे भौतिक गुणधर्म ………………………………………….10

3.2 अक्रिय वायूंचे रासायनिक गुणधर्म……………………………………… ११

3.3 आर्गॉन प्राप्त करणे ………………………………………………………………………………..१४

3.4 निष्क्रिय वायूंचे शारीरिक गुणधर्म ………………………………………१५

अक्रिय वायूंचा IV वापर…………………………………………………………..16

संदर्भांची सूची ……………………………………………………………….१८

I परिचय.

सर्वत्र आणि सर्वत्र आपण वातावरणीय हवेने वेढलेले असतो. त्यात काय समाविष्ट आहे? उत्तर अवघड नाही: 78.08 टक्के नायट्रोजन, 20.9 टक्के ऑक्सिजन, 0.03 टक्के कार्बन डायऑक्साइड, 0.00005 टक्के हायड्रोजन, 0.94 टक्के हे तथाकथित अक्रिय वायू आहेत. नंतरचे फक्त गेल्या शतकाच्या शेवटी सापडले.

रेडॉन रेडियमच्या किरणोत्सर्गी क्षय दरम्यान तयार होतो आणि युरेनियम-युक्त पदार्थांमध्ये तसेच काही नैसर्गिक पाण्यात नगण्य प्रमाणात आढळतो. हेलियम, घटकांच्या किरणोत्सर्गी α-क्षयचे उत्पादन, कधीकधी नैसर्गिक वायू आणि तेल विहिरीतून सोडल्या जाणाऱ्या वायूमध्ये लक्षणीय प्रमाणात आढळते. हा घटक सूर्य आणि इतर ताऱ्यांवर मोठ्या प्रमाणात आढळतो. हा विश्वातील (हायड्रोजन नंतर) दुसरा सर्वात मुबलक घटक आहे.

1.1 अक्रिय वायू - गट 8A चे घटक.

हेलियम अणूंच्या बाह्य इलेक्ट्रॉन स्तराचे कॉन्फिगरेशन 1 s 2, उपसमूह VIII चे उर्वरित घटक - एनएस 2 n.p 6 .

1.2 पृथ्वीवर आणि विश्वातील आर्गॉन.

पृथ्वीवर त्याच्या गटातील इतर सर्व घटकांच्या एकत्रिततेपेक्षा कितीतरी जास्त आर्गॉन आहे. पृथ्वीच्या कवच (क्लार्क) मध्ये त्याची सरासरी सामग्री हेलियमपेक्षा 14 पट जास्त आणि निऑनपेक्षा 57 पट जास्त आहे. पाण्यात आर्गॉन आहे, समुद्राच्या पाण्यात 0.3 सेमी 3 प्रति लीटर पर्यंत आणि ताजे पाण्यात 0.55 सेमी 3 पर्यंत. हे उत्सुक आहे की वातावरणातील हवेपेक्षा माशांच्या स्विम ब्लॅडरच्या हवेत जास्त आर्गॉन आढळतो. याचे कारण असे की आर्गॉन हे नायट्रोजनपेक्षा पाण्यात जास्त विरघळणारे असते... स्थलीय आर्गॉनचे मुख्य "स्टोरेज" म्हणजे वातावरण. त्यात (वजनानुसार) 1.286%, आणि 99.6% वायुमंडलीय आर्गॉन सर्वात जड समस्थानिक आहे - आर्गॉन -40. पृथ्वीच्या कवचाच्या आर्गॉनमध्ये या समस्थानिकाचे प्रमाण अधिक आहे. दरम्यान, बहुसंख्य प्रकाश घटकांसाठी चित्र उलट आहे - प्रकाश समस्थानिक प्रबळ असतात. या विसंगतीचे कारण 1943 मध्ये शोधले गेले. पृथ्वीच्या कवचामध्ये आर्गॉन-40 चा एक शक्तिशाली स्रोत आहे - पोटॅशियम 40 के एक किरणोत्सर्गी समस्थानिक. पहिल्या दृष्टीक्षेपात, खोलीत या समस्थानिकेचा फारसा भाग नाही - फक्त 0.0119% एकूण पोटॅशियम सामग्री. तथापि, पोटॅशियम -40 चे परिपूर्ण प्रमाण मोठे आहे, कारण पोटॅशियम आपल्या ग्रहावरील सर्वात मुबलक घटकांपैकी एक आहे. प्रत्येक टन आग्नेय खडकामध्ये 3.1 ग्रॅम पोटॅशियम-40 असते. पोटॅशियम-40 अणू केंद्रकांचा किरणोत्सर्गी क्षय एकाच वेळी दोन प्रकारे होतो. पोटॅशियम-40 च्या अंदाजे 88% बीटा क्षय होतो आणि त्याचे कॅल्शियम-40 मध्ये रूपांतर होते. परंतु 100 पैकी 12 प्रकरणांमध्ये (सरासरी), पोटॅशियम -40 न्यूक्ली उत्सर्जित होत नाही, परंतु, त्याउलट, न्यूक्लियसच्या सर्वात जवळ असलेल्या के-ऑर्बिटमधून एक इलेक्ट्रॉन कॅप्चर करा (“के-कॅप्चर”). कॅप्चर केलेले इलेक्ट्रॉन प्रोटॉनसह एकत्रित होते - न्यूक्लियसमध्ये एक नवीन न्यूट्रॉन तयार होतो आणि न्यूट्रिनो उत्सर्जित होतो. घटकाची अणू संख्या एकाने कमी होते, परंतु केंद्रकाचे वस्तुमान अक्षरशः अपरिवर्तित राहते. अशा प्रकारे पोटॅशियमचे आर्गॉनमध्ये रूपांतर होते. 40 K चे अर्धे आयुष्य बरेच मोठे आहे - 1.3 अब्ज वर्षे. म्हणून, पृथ्वीच्या आतड्यांमध्ये 40 एआर तयार होण्याची प्रक्रिया दीर्घकाळ, खूप दीर्घकाळ चालू राहील. म्हणूनच, जरी अत्यंत हळू असले तरी, पृथ्वीच्या कवच आणि वातावरणातील आर्गॉनचे प्रमाण सतत वाढत जाईल, जेथे ज्वालामुखीय प्रक्रिया, हवामान आणि खडकांचे पुनर्क्रियीकरण, तसेच पाण्याच्या स्त्रोतांद्वारे आर्गॉन लिथोस्फियरद्वारे "श्वास सोडला" जातो. खरे आहे, पृथ्वीच्या अस्तित्वादरम्यान, किरणोत्सर्गी पोटॅशियमचा पुरवठा पूर्णपणे कमी झाला होता - तो 10 पट कमी झाला (जर पृथ्वीचे वय 4.5 अब्ज वर्षांच्या बरोबरीचे मानले जाते). 40 Ar: 40 K आणि 40 Ar: 36 Ar खडकांमधील समस्थानिकांचे गुणोत्तर खनिजांचे परिपूर्ण वय ठरवण्यासाठी आर्गॉन पद्धतीचा आधार बनले. साहजिकच, नाते जितके मोठे असेल तितकी जात मोठी. आग्नेय खडक आणि बहुतेक पोटॅश खनिजांचे वय ठरवण्यासाठी आर्गॉन पद्धत सर्वात विश्वासार्ह मानली जाते. या पद्धतीच्या विकासासाठी प्राध्यापक ई.के. गेर्लिंग यांना 1963 मध्ये लेनिन पुरस्काराने सन्मानित करण्यात आले. तर, पृथ्वीवरील सर्व किंवा जवळजवळ सर्व आर्गॉन -40 पोटॅशियम -40 पासून उद्भवले आहेत. म्हणून, जड समस्थानिक स्थलीय आर्गॉनमध्ये वर्चस्व गाजवते. हा घटक आवर्त सारणीतील विसंगतींपैकी एक स्पष्ट करतो. त्याच्या बांधकामाच्या मूळ तत्त्वाच्या विरुद्ध - अणू वजनाचे तत्त्व - आर्गॉन हे टेबलमध्ये पोटॅशियमच्या पुढे ठेवले आहे. जर शेजारच्या घटकांप्रमाणे (स्पेसमध्ये असे दिसते तसे) आर्गॉनमध्ये हलके समस्थानिकांचे वर्चस्व असेल, तर आर्गॉनचे अणू वजन दोन ते तीन युनिट्स कमी असेल... आता प्रकाश समस्थानिकेबद्दल. 36 Ar आणि 38 Ar कुठून येतात? हे शक्य आहे की या अणूंचा काही भाग अवशेष मूळचा आहे, म्हणजे. आपल्या ग्रहाच्या आणि त्याच्या वातावरणाच्या निर्मिती दरम्यान काही प्रकाश आर्गॉन अवकाशातून पृथ्वीच्या वातावरणात आले. परंतु आर्गॉनचे बहुतेक हलके समस्थानिक परमाणु प्रक्रियेच्या परिणामी पृथ्वीवर जन्माला आले. अशी शक्यता आहे की अशा सर्व प्रक्रिया अद्याप शोधल्या गेल्या नाहीत. बहुधा, त्यापैकी काही फार पूर्वी थांबले होते, कारण अल्पायुषी "पालक" अणू संपले होते, परंतु अजूनही चालू असलेल्या आण्विक प्रक्रिया आहेत ज्यात आर्गॉन -36 आणि आर्गॉन -38 जन्माला येतात. हा क्लोरीन -36 चा बीटा क्षय आहे, सल्फर -33 आणि क्लोरीन -35 च्या अल्फा कणांचा (युरेनियम खनिजांमध्ये) भडिमार आहे:

36 17 Cl β – → 36 18 Ar + 0 –1 e + ν.

33 16 S + 4 2 He → 36 18 Ar + 1 0 n .

35 17 Cl + 4 2 He → 38 18 Ar + 1 0 n + 0 +1 e .

आर्गॉन विश्वाच्या बाबतीत आपल्या ग्रहापेक्षा जास्त प्रमाणात उपस्थित आहे. हे विशेषतः गरम तारे आणि ग्रहांच्या तेजोमेघांच्या बाबतीत मुबलक आहे. असा अंदाज आहे की क्लोरीन, फॉस्फरस, कॅल्शियम आणि पोटॅशियम पेक्षा अंतराळात अधिक आर्गॉन आहे - जे घटक पृथ्वीवर खूप सामान्य आहेत. कॉस्मिक आर्गॉनमध्ये 36 एआर आणि 38 एआर समस्थानिकांचे वर्चस्व आहे; विश्वामध्ये फारच कमी आर्गॉन -40 आहे. हे उल्कापिंडातून आर्गॉनच्या वस्तुमान वर्णक्रमीय विश्लेषणाद्वारे दर्शविले जाते. पोटॅशियमच्या व्याप्तीची गणना आपल्याला तेच पटवून देते. असे दिसून आले की अंतराळात आर्गॉनपेक्षा अंदाजे 50 हजार पट कमी पोटॅशियम आहे, तर पृथ्वीवर त्यांचे प्रमाण स्पष्टपणे पोटॅशियमच्या बाजूने आहे - 660: 1. आणि थोडे पोटॅशियम असल्याने, मग आर्गॉन -40 कोठून आला?!

II अक्रिय वायूंच्या शोधाचा इतिहास.

18 व्या शतकाच्या अखेरीस, अनेक ज्ञात वायूंचा शोध लागला. यामध्ये समाविष्ट होते: ऑक्सिजन - एक वायू जो ज्वलनास समर्थन देतो; कार्बन डाय ऑक्साईड - हे अतिशय उल्लेखनीय गुणधर्माद्वारे सहजपणे शोधले जाऊ शकते: ते चुन्याचे पाणी ढगाळते; आणि, शेवटी, नायट्रोजन, जे ज्वलनास समर्थन देत नाही आणि चुनाच्या पाण्यावर कोणताही परिणाम करत नाही. ही त्या काळातील रसायनशास्त्रज्ञांच्या मनातील वातावरणाची रचना होती आणि प्रसिद्ध इंग्रज शास्त्रज्ञ लॉर्ड कॅव्हेंडिश यांच्याशिवाय कोणालाही याबद्दल शंका नव्हती.

आणि त्याला शंका घेण्याचे कारण होते.

1785 मध्ये त्यांनी एक सोपा प्रयोग केला. सर्वप्रथम, त्याने हवेतून कार्बन डायऑक्साइड काढून टाकला. त्याने नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनच्या उरलेल्या मिश्रणावर इलेक्ट्रिक स्पार्कने कृती केली. नायट्रोजन, ऑक्सिजनवर प्रतिक्रिया देऊन, नायट्रोजन ऑक्साईडची हिंसक वाफ तयार करते, जी पाण्यात विरघळली, नायट्रिक ऍसिडमध्ये बदलली. हे ऑपरेशन अनेक वेळा पुनरावृत्ती होते.

तथापि, प्रयोगासाठी घेतलेल्या हवेच्या शंभरावा भागापेक्षा किंचित कमी बदल झाला नाही. दुर्दैवाने, हा भाग अनेक वर्षांपासून विसरला गेला.

1785 मध्ये, इंग्रजी रसायनशास्त्रज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञ जी. कॅव्हेंडिश यांनी हवेतील काही नवीन वायू शोधून काढले, जे असामान्यपणे रासायनिकदृष्ट्या स्थिर होते. हा वायू हवेच्या आकारमानाच्या अंदाजे एकशे विसाव्या भागाचा आहे. पण तो कोणत्या प्रकारचा वायू आहे हे कॅव्हेंडिशला कळू शकले नाही. हा प्रयोग 107 वर्षांनंतर लक्षात आला, जेव्हा जॉन विल्यम स्ट्रट (लॉर्ड रेले) यांना हीच अशुद्धता आढळून आली, त्यांनी लक्षात घेतले की हवेतील नायट्रोजन संयुगांपासून विलग केलेल्या नायट्रोजनपेक्षा जड आहे. विसंगतीचे विश्वसनीय स्पष्टीकरण न मिळाल्याने, रेले, नेचर जर्नलद्वारे, त्याच्या सहकारी नैसर्गिक शास्त्रज्ञांकडे वळले आणि एकत्रितपणे विचार करण्याचा आणि त्याची कारणे उलगडण्यावर काम करण्याचा प्रस्ताव दिला... दोन वर्षांनंतर, रेले आणि डब्ल्यू. रॅमसे यांनी स्थापित केले की हे खरंच हवेतील नायट्रोजनमध्ये अज्ञात वायूचे मिश्रण आहे, नायट्रोजनपेक्षा जड आणि रासायनिकदृष्ट्या अत्यंत निष्क्रिय आहे. जेव्हा ते त्यांच्या शोधासह सार्वजनिक झाले, तेव्हा ते आश्चर्यकारक होते. अनेकांना हे अविश्वसनीय वाटले की शास्त्रज्ञांच्या अनेक पिढ्या, ज्यांनी हजारो हवाई चाचण्या केल्या, त्यांनी त्याच्या घटकाकडे दुर्लक्ष केले आणि इतकेच लक्षात येण्यासारखे - जवळजवळ टक्केवारी! तसे, 13 ऑगस्ट, 1894 या दिवशी आणि तासाला आर्गॉनला त्याचे नाव मिळाले, ज्याचा ग्रीकमधून अनुवादित अर्थ "निष्क्रिय" आहे. सभेच्या अध्यक्षस्थानी असलेले डॉ.मेदन यांनी प्रस्ताविक केले. दरम्यान, हे आश्चर्यकारक नाही की आर्गॉनने इतके दिवस शास्त्रज्ञांना दूर ठेवले. शेवटी, निसर्गात त्याने स्वतःचे काहीही दाखवले नाही! अणुऊर्जेची समांतरता स्वतःच सूचित करते: त्याच्या शोधण्याच्या अडचणींबद्दल बोलताना, ए. आइन्स्टाईन यांनी नमूद केले की जर श्रीमंत व्यक्तीने पैसे खर्च केले नाहीत तर त्याला ओळखणे सोपे नाही... प्रायोगिक चाचणीद्वारे शास्त्रज्ञांचा संशय त्वरीत दूर झाला. आणि आर्गॉनच्या भौतिक स्थिरांकांची स्थापना. परंतु हे नैतिक खर्चाशिवाय नव्हते: त्याच्या सहकाऱ्यांच्या (प्रामुख्याने रसायनशास्त्रज्ञ) हल्ल्यांमुळे अस्वस्थ झालेल्या रेलेने सर्वसाधारणपणे आर्गॉन आणि रसायनशास्त्राचा अभ्यास सोडला आणि शारीरिक समस्यांवर आपले लक्ष केंद्रित केले. एक महान शास्त्रज्ञ, त्यांनी भौतिकशास्त्रात उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त केले, ज्यासाठी त्यांना 1904 मध्ये नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. मग स्टॉकहोममध्ये तो पुन्हा रामसेशी भेटला, ज्यांना त्याच दिवशी आर्गॉनसह उदात्त वायूंचा शोध आणि अभ्यासासाठी नोबेल पारितोषिक मिळाले.

फेब्रुवारी 1895 मध्ये, रझमे यांना लंडनचे हवामानशास्त्रज्ञ मायर्स यांचे एक पत्र प्राप्त झाले, जिथे त्यांनी अमेरिकन भूगर्भशास्त्रज्ञ हिलेब्रँडच्या प्रयोगांबद्दल अहवाल दिला, ज्याने दुर्मिळ युरेनियम खनिजे सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये उकळले आणि ज्याचे गुणधर्म नायट्रोजनसारखे होते अशा वायूचे प्रकाशन पाहिले. खनिजांमध्ये जितके युरेनियम होते, तितका वायू बाहेर पडत असे. हिलेब्रँडने तात्पुरते गृहीत धरले की हा वायू नायट्रोजन आहे. "ते आर्गॉन असू शकते?" - पत्राच्या लेखकाला विचारले.

लवकरच रझमेने युरेनियम खनिज क्लेव्हाइटसाठी लंडनच्या रासायनिक स्टोअरमध्ये आपल्या सहाय्यकांना पाठवले. 30 ग्रॅम क्लेव्हाईट खरेदी केले गेले आणि त्याच दिवशी रझमे आणि त्याचा सहाय्यक मॅथ्यू यांनी अनेक घन सेंटीमीटर गॅस काढला. रझमे यांनी या वायूची स्पेक्ट्रोस्कोपिक तपासणी केली. त्याला एक चमकदार पिवळी रेषा दिसली, ती सोडियम रेषेसारखीच होती आणि त्याच वेळी स्पेक्ट्रममधील स्थितीत तिच्यापेक्षा वेगळी होती. रझमेला इतके आश्चर्य वाटले की त्याने स्पेक्ट्रोस्कोपचे पृथक्करण केले, ते साफ केले, परंतु एका नवीन प्रयोगाने त्याला पुन्हा एक चमकदार पिवळी रेषा सापडली जी सोडियम रेषेशी जुळत नाही. रझमयने सर्व घटकांच्या वर्णपटातून पाहिले. शेवटी त्याला सौर कोरोनाच्या स्पेक्ट्रममधील एक रहस्यमय ओळ आठवली.

1868 मध्ये, सूर्यग्रहणाच्या वेळी, फ्रेंच संशोधक जॅनसेन आणि इंग्रज लॉकियर यांनी सूर्यप्रकाशाच्या स्पेक्ट्रममध्ये एक चमकदार पिवळी रेषा शोधली, जी प्रकाश स्रोतांच्या स्थलीय स्पेक्ट्रममध्ये नव्हती. 1871 मध्ये, लॉकियरने सुचवले की ही रेषा पृथ्वीवरील अज्ञात पदार्थाच्या स्पेक्ट्रमशी संबंधित असू शकते.

त्याने या काल्पनिक घटकाला हेलियम म्हटले, म्हणजेच “सौर”. मात्र तो जमिनीवर सापडला नाही. भौतिकशास्त्रज्ञ आणि रसायनशास्त्रज्ञांना त्यात रस नव्हता: सूर्यावर, ते म्हणतात, परिस्थिती पूर्णपणे भिन्न आहे आणि तेथे हायड्रोजन हेलियमसाठी जाईल.

मग हेच हेलियम खरंच त्याच्या हातात आहे का? रझमेला याची जवळजवळ खात्री आहे, परंतु त्याला प्रसिद्ध स्पेक्ट्रोस्कोपिस्ट क्रोक्सकडून पुष्टीकरण ऐकायचे आहे. रझमाई त्याला संशोधनासाठी गॅस पाठवते आणि लिहिते की त्याला काही नवीन वायू सापडला आहे, ज्याला तो क्रिप्टॉन म्हणतो, ज्याचा ग्रीकमध्ये अर्थ "लपलेला" आहे. क्रोक्सच्या तारात असे लिहिले आहे: "क्रिप्टन हेलियम आहे."

2.3 क्रिप्टन.

1895 पर्यंत, दोन अक्रिय वायूंचा शोध लागला. हे स्पष्ट होते की त्यांच्यामध्ये आणखी एक वायू असणे आवश्यक आहे, ज्याचे गुणधर्म रझमेने मेंडेलीव्हच्या उदाहरणानंतर वर्णन केले आहेत. Lecoq de Boisbaudran ने अगदी न सापडलेल्या वायूचे वजन - 20.0945 अंदाज केले.

आणि जर शास्त्रज्ञाने नवीन जड वायूंचा शोध लावला असता की नाही हे माहित नाही, जर त्याच्या शोधादरम्यान, जेनमॅनियातील लिंडे आणि इंग्लंडमधील हॅम्पसन यांनी एकाच वेळी हवेचे द्रवीकरण करणाऱ्या मशीनचे पेटंट घेतले नसते.

हे यंत्र खास निष्क्रिय वायू शोधण्यासाठी बनवलेले दिसते. त्याच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत एका सुप्रसिद्ध भौतिक घटनेवर आधारित आहे: जर आपण हवा संकुचित केली तर ती त्वरीत वाढू द्या, ते थंड होते. यंत्रात प्रवेश करणाऱ्या हवेचा नवीन भाग थंड करण्यासाठी, हवा द्रवात बदलेपर्यंत थंड हवा वापरली जाते.

जवळजवळ सर्व नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचे बाष्पीभवन करून, रझमाईने उर्वरित द्रव हवा गॅसोमीटरमध्ये ठेवली. ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनपेक्षा हा वायू अधिक हळूहळू बाष्पीभवन होतो असा त्याचा विश्वास असल्याने त्यात हेलियम शोधण्याचा त्याने विचार केला. त्याने ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन अशुद्धतेपासून गॅसोमीटरमध्ये वायू शुद्ध केला आणि एक स्पेक्ट्रम रेकॉर्ड केला ज्यामध्ये त्याने दोन पूर्वी अज्ञात रेषा रेकॉर्ड केल्या.

पुढे, रझमेने द्रव हवेत सिलेंडरमध्ये 15 लिटर आर्गॉन ठेवले. आर्गॉन आणि क्रिप्टॉन पेक्षा हलका असा एक अक्रिय वायू शोधण्यासाठी, रझमेने आर्गॉन बाष्पीभवनाचे पहिले भाग गोळा केले. परिणाम म्हणजे चमकदार लाल रेषा असलेले एक नवीन स्पेक्ट्रम. रझमाईने सोडलेल्या गॅसला निऑन असे नाव दिले, ज्याचा अर्थ ग्रीकमध्ये “नवीन” आहे.

पुढे, रझमेने द्रव हवेत सिलेंडरमध्ये 15 लिटर आर्गॉन ठेवले. आर्गॉन आणि क्रिप्टॉन पेक्षा हलका असा एक अक्रिय वायू शोधण्यासाठी, रझमेने आर्गॉन बाष्पीभवनाचे पहिले भाग गोळा केले. परिणाम म्हणजे चमकदार लाल रेषा असलेले एक नवीन स्पेक्ट्रम. रझमाईने नवीन गॅस निऑन असे नाव दिले, ज्याचा अर्थ ग्रीकमध्ये “नवीन” आहे.

2.5 झेनॉन.

1888 मध्ये, Razmay च्या सहाय्यक ट्रॅव्हर्सने -253 0 सेल्सिअस तापमान तयार करण्यास सक्षम एक मशीन तयार केले. त्याच्या मदतीने, घन आर्गॉन प्राप्त झाले. क्रिप्टॉन वगळता सर्व वायू डिस्टिल्ड बंद केले गेले. आणि आधीच अपरिष्कृत क्रिप्टनमध्ये, झेनॉन ("एलियन") सापडला होता. 300 क्यूबिक सेंटीमीटर झेनॉन मिळविण्यासाठी, शास्त्रज्ञांना 2 वर्षांच्या कालावधीत 77.5 दशलक्ष लिटर वायुमंडलीय हवेवर प्रक्रिया करावी लागली.

युरेनियमच्या खनिजांमध्ये हेलियम असते असे आधीच सांगितले गेले आहे. क्लेव्हाइटमध्ये जितके युरेनियम जास्त तितके हेलियम. युरेनियम आणि हेलियममधील सामग्रीमधील संबंध शोधण्याचा रझमेने बराच काळ प्रयत्न केला, परंतु तो अयशस्वी झाला. दुसऱ्या बाजूने उपाय आला; ते किरणोत्सर्गीतेच्या शोधाशी संबंधित होते.

असे आढळून आले की रेडियमने उत्सर्जन नावाचा वायूयुक्त पदार्थ सोडला. दररोज 1 ग्रॅम रेडियमने एक घन मिलिमीटर उत्सर्जन सोडले. 1903 मध्ये, रझमे आणि प्रसिद्ध भौतिकशास्त्रज्ञ सोडी यांनी उत्सर्जनाचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली. त्यांच्याकडे फक्त 50 मिलीग्राम रेडियम ब्रोमाइड होते; त्याच वेळी त्यांच्याकडे 0.1 घन मिलिमीटरपेक्षा जास्त उत्सर्जन नव्हते.

हे काम पार पाडण्यासाठी, रझमे यांनी अतिसंवेदनशील स्केल तयार केले जे एका ग्रॅमचे चार अब्जांश भाग दर्शविते. संशोधकांनी लवकरच शोधून काढले की उत्सर्जन हा उदात्त वायू कुटुंबातील नवीनतम सदस्य आहे.

बर्याच काळापासून ते उत्सर्जनाच्या स्पेक्ट्रमचे परीक्षण करू शकले नाहीत. एकदा, अनेक दिवसांच्या उत्सर्जनासह ट्यूब सोडल्यानंतर, त्यांनी ती स्पेक्ट्रोस्कोपमध्ये ठेवली आणि स्पेक्ट्रोस्कोपमध्ये हेलियमच्या सुप्रसिद्ध रेषा पाहून त्यांना आश्चर्य वाटले.

या वस्तुस्थितीने रदरफोर्ड आणि सोडी यांच्या गृहीतकांना पुष्टी दिली की किरणोत्सर्गी परिवर्तन अणूंच्या परिवर्तनाशी संबंधित आहे. रेडियम उत्स्फूर्तपणे विघटित झाला, उत्सर्जनात बदलला आणि हेलियम अणूचे केंद्रक सोडले. एक घटक दुसऱ्यात बदलला.

युरेनियमच्या पदार्थांमध्ये हेलियम का आढळतो हे आता शास्त्रज्ञांना समजले आहे; हे युरेनियमच्या क्षय उत्पादनांपैकी एक आहे. 1923 मध्ये, रासायनिक घटकांवरील आंतरराष्ट्रीय समितीच्या निर्णयानुसार, उत्सर्जनाचे नाव रेडॉन ठेवण्यात आले.

III अक्रिय वायूंचे गुणधर्म आणि त्यांचे संयुगे.

3.1 निष्क्रिय वायूंचे भौतिक गुणधर्म.

नोबल वायू रंगहीन, रंग किंवा गंध नसलेले मोनाटोमिक वायू आहेत.

नोबल वायूंमध्ये इतर वायूंपेक्षा जास्त विद्युत चालकता असते आणि जेव्हा विद्युत प्रवाह त्यांच्यामधून जातो तेव्हा ते तेजस्वीपणे चमकतात: तेजस्वी पिवळ्या प्रकाशासह हेलियम, कारण त्याच्या तुलनेने साध्या स्पेक्ट्रममध्ये दुहेरी पिवळी रेषा इतर सर्वांपेक्षा वरचढ असते; निऑनला अग्निमय लाल प्रकाश असतो, कारण त्याच्या सर्वात तेजस्वी रेषा स्पेक्ट्रमच्या लाल भागात असतात.

अक्रिय वायूंच्या अणू रेणूंचे संतृप्त स्वरूप या वस्तुस्थितीवरून देखील दिसून येते की समान आण्विक वजन असलेल्या इतर वायूंच्या तुलनेत अक्रिय वायूंचे द्रवीकरण आणि गोठण्याचे बिंदू कमी असतात. जड जड वायूंच्या उपसमूहांपैकी आर्गॉन हा सर्वात हलका आहे. ते हवेपेक्षा 1.38 पट जड आहे. ते -185.9°C वर द्रव बनते, -189.4°C (सामान्य दाबाच्या परिस्थितीत) घट्ट होते.

हेलियम आणि निऑनच्या विपरीत, ते घन पदार्थांच्या पृष्ठभागावर चांगले शोषले जाते आणि पाण्यात विरघळते (20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात 100 ग्रॅम पाण्यात 3.29 सेमी 3). अनेक सेंद्रिय द्रवांमध्ये आर्गॉन आणखी चांगले विरघळते. परंतु ते धातूंमध्ये व्यावहारिकदृष्ट्या अघुलनशील आहे आणि त्यांच्याद्वारे पसरत नाही.

3.2 अक्रिय वायूंचे रासायनिक गुणधर्म.

बर्याच काळापासून, अशा परिस्थिती आढळल्या नाहीत ज्या अंतर्गत उदात्त वायू रासायनिक परस्परसंवादात प्रवेश करू शकतील. ते खरे रासायनिक संयुगे तयार करत नाहीत. दुसऱ्या शब्दांत, त्यांची व्हॅलेन्सी शून्य होती. या आधारावर, रासायनिक घटकांचा नवीन गट शून्य मानण्याचा निर्णय घेण्यात आला. उदात्त वायूंची कमी रासायनिक क्रिया बाह्य इलेक्ट्रॉन थराच्या कठोर आठ-इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशनद्वारे स्पष्ट केली जाते. इलेक्ट्रॉनिक थरांच्या वाढत्या संख्येने अणूंची ध्रुवीकरणक्षमता वाढते. म्हणून, हेलियमपासून रेडॉनकडे जाताना ते वाढले पाहिजे. उदात्त वायूंची प्रतिक्रियाही त्याच दिशेने वाढली पाहिजे.

अशा प्रकारे, आधीच 1924 मध्ये, अशी कल्पना व्यक्त केली गेली होती की जड जड वायूंचे काही संयुगे (विशेषतः, झेनॉन फ्लोराईड्स आणि क्लोराईड्स) थर्मोडायनामिकली बऱ्यापैकी स्थिर असतात आणि सामान्य परिस्थितीत अस्तित्वात असू शकतात. नऊ वर्षांनंतर, ही कल्पना प्रसिद्ध सिद्धांतकारांनी समर्थित आणि विकसित केली - पॉलिंग आणि ओडो. क्वांटम मेकॅनिक्सच्या दृष्टिकोनातून क्रिप्टॉन आणि झेनॉनच्या शेलच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेचा अभ्यास केल्यामुळे हे वायू फ्लोरिनसह स्थिर संयुगे तयार करण्यास सक्षम आहेत असा निष्कर्ष काढला. असे प्रयोगकर्ते देखील होते ज्यांनी गृहीतकाची चाचणी घेण्याचा निर्णय घेतला, परंतु वेळ निघून गेला, प्रयोग केले गेले आणि झेनॉन फ्लोराइड प्राप्त झाले नाही. परिणामी, या क्षेत्रातील जवळजवळ सर्व काम थांबले होते आणि उदात्त वायूंच्या परिपूर्ण जडत्वाबद्दल मत शेवटी स्थापित केले गेले.

तथापि, 1961 मध्ये, बार्टलेट, कॅनडातील एका विद्यापीठातील कर्मचारी, प्लॅटिनम हेक्साफ्लोराइडच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करताना, फ्लोरिनपेक्षा अधिक सक्रिय संयुग, ऑक्सिजनच्या तुलनेत झेनॉनची आयनीकरण क्षमता कमी असल्याचे आढळले (12, 13 आणि 12, 20 eV, अनुक्रमे). दरम्यान, ऑक्सिजनने प्लॅटिनम हेक्साफ्लोराइडसह O 2 PtF 6 ची रचना करून एक संयुग तयार केले ... बार्टलेटने एक प्रयोग केला आणि खोलीच्या तपमानावर वायू प्लॅटिनम हेक्साफ्लोराइड आणि वायूयुक्त झेनॉनपासून त्याला एक घन नारिंगी-पिवळा पदार्थ मिळाला - xenon hexafluoroplatinate, XePt6. ज्याचे वर्तन सामान्य रासायनिक संयुगेच्या वर्तनापेक्षा वेगळे नाही. व्हॅक्यूममध्ये गरम केल्यावर, XePtF 6 विघटन न करता उदात्त होते; पाण्यात ते हायड्रोलायझ करते, क्सीनन सोडते:

2XePtF 6 + 6H 2 O = 2Xe + O 2 + 2PtO 2 + 12HF

बार्टलेटच्या नंतरच्या कामामुळे हे स्थापित करणे शक्य झाले की क्सीनन, प्रतिक्रिया परिस्थितीनुसार, प्लॅटिनम हेक्साफ्लोराइडसह दोन संयुगे तयार करतात: XePtF 6 आणि Xe (PtF 6) 2; जेव्हा ते हायड्रोलायझ केले जातात तेव्हा समान उत्पादने मिळतात. झेनॉनने प्लॅटिनम हेक्साफ्लोराइडवर प्रतिक्रिया दिली होती हे स्वतःला पटवून दिल्यावर, बार्टलेटने एक अहवाल तयार केला आणि 1962 मध्ये प्रोसिडिंग्ज ऑफ केमिकल सोसायटीच्या जर्नलमध्ये त्याच्या शोधावर एक लेख प्रकाशित केला. लेखाने खूप उत्सुकता जागृत केली, जरी अनेक रसायनशास्त्रज्ञांनी त्याला अविश्वासाने वागवले. परंतु तीन आठवड्यांनंतर, बार्टलेटचा प्रयोग अर्गोन नॅशनल लॅबोरेटरीमध्ये चेर्निकच्या नेतृत्वाखालील अमेरिकन संशोधकांच्या गटाने पुनरावृत्ती केला. याव्यतिरिक्त, रूथेनियम, रोडियम आणि प्लुटोनियम हेक्साफ्लोराइड्ससह समान क्सीनन संयुगे संश्लेषित करणारे ते पहिले होते. अशा प्रकारे पहिले पाच झेनॉन संयुगे शोधले गेले: XePtF 6, Xe (PtF 6) 2, XeRuF 6, XeRhF 6, XePuF 6 - उदात्त वायूंच्या पूर्ण जडत्वाबद्दलची मिथक दूर झाली आणि झेनॉन रसायनशास्त्राची सुरुवात झाली. फ्लोरिनसह झेनॉनच्या थेट परस्परसंवादाच्या शक्यतेबद्दलच्या गृहीतकाच्या शुद्धतेची चाचणी घेण्याची वेळ आली आहे.

वायूंचे मिश्रण (1 भाग झेनॉन आणि 5 भाग फ्लोरिन) एका निकेलमध्ये (निकेल फ्लोरिनला सर्वात जास्त प्रतिरोधक असल्याने) भांड्यात ठेवले आणि तुलनेने कमी दाबाने गरम केले. एका तासानंतर, जहाज त्वरीत थंड केले गेले आणि त्यातील उर्वरित वायू बाहेर पंप करून त्याचे विश्लेषण केले गेले. ते फ्लोराईड होते. सर्व झेनॉनने प्रतिक्रिया दिली! त्यांनी जहाज उघडले आणि त्यात रंगहीन XeF 4 क्रिस्टल्स आढळले. झेनॉन टेट्राफ्लोराइड पूर्णपणे स्थिर कंपाऊंड बनले; त्याच्या रेणूमध्ये कोपऱ्यात फ्लोरिन आयन आणि मध्यभागी झेनॉन असलेल्या चौरसाचा आकार आहे. झेनॉन टेट्राफ्लोराइड फ्लोराइड्स पारा:

XeF 4 + 2Hg = Xe + 2HgF 2

प्लॅटिनम देखील या पदार्थासह फ्लोरिनेटेड आहे, परंतु केवळ हायड्रोजन फ्लोराईडमध्ये विरघळतो.

झेनॉन रसायनशास्त्राविषयी एक मनोरंजक गोष्ट अशी आहे की प्रतिक्रिया परिस्थिती बदलून, केवळ XeF 4च नाही तर इतर फ्लोराईड देखील मिळवणे शक्य आहे - XeF 2, XeF 6.

सोव्हिएत रसायनशास्त्रज्ञ व्ही.एम. खुटोरेत्स्की आणि व्ही.ए. श्पान्स्की यांनी दाखवून दिले की झेनॉन डिफ्लुओराइडच्या संश्लेषणासाठी कठोर परिस्थिती अजिबात आवश्यक नाही. त्यांनी प्रस्तावित केलेल्या पद्धतीनुसार, झेनॉन आणि फ्लोरिनचे मिश्रण (1:1 च्या आण्विक गुणोत्तरामध्ये) निकेल किंवा स्टेनलेस स्टीलच्या भांड्यात दिले जाते आणि जेव्हा दाब 35 atm पर्यंत वाढतो तेव्हा उत्स्फूर्त प्रतिक्रिया सुरू होते.

XeF 2 हे एकमेव झेनॉन फ्लोराइड आहे जे एलिमेंटल फ्लोरिन न वापरता तयार केले जाऊ शकते. हे क्सीनन आणि कार्बन टेट्राफ्लोराइडच्या मिश्रणावर इलेक्ट्रिक डिस्चार्जच्या क्रियेद्वारे तयार होते. अर्थात, थेट संश्लेषण देखील शक्य आहे. जर झेनॉन आणि फ्लोरिनचे मिश्रण अतिनील प्रकाशाने विकिरणित केले तर अतिशय शुद्ध XeF 2 प्राप्त होते. पाण्यात डिफ्लोराइडची विद्राव्यता कमी आहे, परंतु त्याचे द्रावण एक मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे. हळूहळू ते झेनॉन, ऑक्सिजन आणि हायड्रोजन फ्लोराईडमध्ये स्वतःचे विघटन होते; विघटन विशेषतः अल्कधर्मी वातावरणात लवकर होते. डिफ्लुओराइडला तीक्ष्ण, विशिष्ट गंध असतो. अतिनील किरणोत्सर्गाच्या (2500-3500 ए च्या तरंगलांबी) वायूंच्या मिश्रणाच्या प्रदर्शनावर आधारित, झेनॉन डायफ्लोराइडच्या संश्लेषणाची पद्धत अत्यंत सैद्धांतिक स्वारस्य आहे. रेडिएशनमुळे फ्लोरिनचे रेणू मुक्त अणूंमध्ये विभाजित होतात. डायफ्लोराइड तयार होण्याचे हे कारण आहे: अणू फ्लोरिन असामान्यपणे सक्रिय आहे. XeF 6 प्राप्त करण्यासाठी, अधिक कठोर अटी आवश्यक आहेत: 700 ° C आणि 200 atm. अशा परिस्थितीत, झेनॉन आणि फ्लोरिनच्या मिश्रणात (1:4 ते 1:20 गुणोत्तर), जवळजवळ सर्व झेनॉन XeF 6 मध्ये रूपांतरित केले जातात. झेनॉन हेक्साफ्लोराइड अत्यंत सक्रिय आहे आणि स्फोटकपणे विघटित होते. हे अल्कली मेटल फ्लोराईड्ससह सहज प्रतिक्रिया देते (LiF वगळता):

XeF 6 + RbF = RbXeF 7,

परंतु 50°C वर हे मीठ विघटित होते:

2RbXeF 7 = XeF 6 + Rb 2 XeF 8

उच्च फ्लोराईड XeF 8 चे संश्लेषण, जे केवळ उणे 196° C च्या खाली तापमानात स्थिर असते, असेही नोंदवले गेले आहे.

पहिल्या झेनॉन यौगिकांच्या संश्लेषणाने रसायनशास्त्रज्ञांना आवर्त सारणीमध्ये अक्रिय वायूंच्या स्थानाबद्दल प्रश्न निर्माण केला. पूर्वी, उदात्त वायू वेगळ्या शून्य गटात वाटप केले गेले होते, जे त्यांच्या व्हॅलेन्सच्या कल्पनेशी पूर्णपणे जुळत होते. परंतु जेव्हा क्सीननने रासायनिक अभिक्रियामध्ये प्रवेश केला, जेव्हा त्याचे उच्च फ्लोराइड ज्ञात झाले, ज्यामध्ये झेनॉनची व्हॅलेन्सी आठ आहे (आणि हे त्याच्या इलेक्ट्रॉन शेलच्या संरचनेशी अगदी सुसंगत आहे), त्यांनी अक्रिय वायूंना आठव्या गटात स्थानांतरित करण्याचा निर्णय घेतला. शून्य गट अस्तित्वात नाही.

फ्लोरिन (किंवा त्यातील काही संयुगे) च्या सहभागाशिवाय क्सीननला प्रतिक्रिया देण्यास भाग पाडणे अद्याप शक्य झाले नाही. सध्या ज्ञात असलेली सर्व झेनॉन संयुगे त्याच्या फ्लोराईड्समधून मिळविली जातात. या पदार्थांमुळे प्रतिक्रियाशीलता वाढली आहे. झेनॉन फ्लोराईड्सच्या पाण्याशी परस्परसंवादाचा उत्तम अभ्यास केला गेला आहे. अम्लीय वातावरणात XeF 4 च्या हायड्रोलिसिसमुळे Xenon ऑक्साइड XeO 3 - रंगहीन क्रिस्टल्स तयार होतात जे हवेत पसरतात. XeO 3 रेणूमध्ये शीर्षस्थानी झेनॉन अणूसह सपाट त्रिकोणी पिरॅमिडची रचना आहे. हे कनेक्शन अत्यंत अस्थिर आहे; जेव्हा ते विघटित होते, तेव्हा स्फोटाची शक्ती TNT स्फोटाच्या शक्तीच्या जवळ येते. XeO 3 चे काही शंभर मिलिग्रॅम डेसिकेटरचे तुकडे करण्यासाठी पुरेसे आहेत. हे शक्य आहे की कालांतराने झेनॉन ट्रायऑक्साइडचा वापर क्रशिंग स्फोटक म्हणून केला जाईल. अशी स्फोटके खूप सोयीस्कर असतील, कारण स्फोटक प्रतिक्रियेची सर्व उत्पादने वायू आहेत. दरम्यान, या उद्देशासाठी झेनॉन ट्रायऑक्साइड वापरणे खूप महाग आहे - तरीही, समुद्राच्या पाण्यात सोन्यापेक्षा वातावरणात कमी झेनॉन आहे आणि ते वेगळे करण्याची प्रक्रिया खूप श्रम-केंद्रित आहे. झेनॉनचे 1 m 3 मिळविण्यासाठी, 11 दशलक्ष m 3 हवेवर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे. हेक्साव्हॅलेंट झेनॉन एच 6 XeO 6 चे अस्थिर ऍसिड ट्रायऑक्साइडशी संबंधित XeF 6 च्या हायड्रोलिसिसच्या परिणामी 0 डिग्री सेल्सिअस तापमानात तयार होते:

XeF 6 + 6H 2 O = 6HF + H 6 XeO 6

या प्रतिक्रियेच्या उत्पादनांमध्ये Ba (OH) 2 पटकन जोडल्यास, Ba 3 XeO 6 चा पांढरा आकारहीन अवक्षेपण होतो. 125°C वर ते बेरियम ऑक्साईड, झेनॉन आणि ऑक्सिजनमध्ये विघटित होते. तत्सम सोडियम आणि पोटॅशियम झेनोनेट क्षार प्राप्त झाले. जेव्हा ओझोन एक-मोलर सोडियम हायड्रॉक्साईडमधील XeO 3 च्या द्रावणावर कार्य करते तेव्हा उच्च ऍसिड झेनॉन Na 4 XeO 6 चे मीठ तयार होते. सोडियम परक्सेनोनेट रंगहीन क्रिस्टलीय हायड्रेट Na4XeO6 · 6H 2 O च्या रूपात वेगळे केले जाऊ शकते. सोडियम आणि पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड्समध्ये XeF 6 चे हायड्रोलिसिस देखील परक्सेनोनेट्सच्या निर्मितीस कारणीभूत ठरते. जर घन मीठ Na 4 XeO 6 वर शिसे, चांदी किंवा युरेनिल नायट्रेटच्या द्रावणाने उपचार केले तर संबंधित परक्सेनोनेट मिळतील: PbXeO 6 आणि (UO 2) 2XeO 6 पिवळे आणि Ag 4 XeO 6 काळा आहेत. तत्सम लवण पोटॅशियम, लिथियम, सीझियम आणि कॅल्शियमद्वारे तयार केले जातात.

झेनॉनच्या उच्च ऍसिडशी संबंधित ऑक्साईड निर्जल कूल्ड सल्फ्यूरिक ऍसिडसह Na 4 XeO 6 ची प्रतिक्रिया करून प्राप्त होते. हे झेनॉन टेट्रोक्साइड XeO 4 आहे. त्यात, ऑक्टाफ्लोराइड प्रमाणे, झेनॉनची व्हॅलेन्सी आठ आहे. 0 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानात सॉलिड टेट्रोक्साइड क्सीनन आणि ऑक्सिजनमध्ये विघटित होते आणि वायू (खोलीच्या तपमानावर) - झेनॉन ट्रायऑक्साइड, झेनॉन आणि ऑक्सिजनमध्ये विघटित होते. XeO 4 रेणूमध्ये मध्यभागी झेनॉन अणूसह टेट्राहेड्रॉनचा आकार असतो. परिस्थितीनुसार, झेनॉन हेक्साफ्लोराइडचे हायड्रोलिसिस दोन प्रकारे पुढे जाऊ शकते; एका प्रकरणात, tetraoxyfluoride XeOF 4 प्राप्त होते, दुसर्यामध्ये - डायऑक्सीफ्लोराइड XeO 2 F 2. घटकांच्या थेट संश्लेषणामुळे ऑक्सिफ्लोराइड XeOF 2 तयार होते. सर्व रंगहीन घन असतात, सामान्य परिस्थितीत स्थिर असतात.

निर्जल HC1O 4 सह झेनॉन डिफ्लुओराइडची अलीकडेच अभ्यासलेली प्रतिक्रिया अतिशय मनोरंजक आहे. या प्रतिक्रियेच्या परिणामी, एक नवीन झेनॉन कंपाऊंड, XeClO 4, प्राप्त झाले - एक अत्यंत शक्तिशाली ऑक्सिडायझिंग एजंट, कदाचित सर्व परक्लोरेट्सपैकी सर्वात शक्तिशाली.

ऑक्सिजन नसलेली झेनॉन संयुगे देखील संश्लेषित केली गेली आहेत. हे मुख्यतः दुहेरी क्षार आहेत, ऍन्टिमनी, आर्सेनिक, बोरॉन, टँटलमच्या फ्लोराईड्ससह झेनॉन फ्लोराइड्सच्या परस्परसंवादाची उत्पादने: XeF 2 SbF 5, XeF 6 AsF 3, XeF 6 BF 3 आणि XeF 2 2TaF 5. शेवटी, XeSbF 6 प्रकारचे पदार्थ, खोलीच्या तपमानावर स्थिर, आणि XeSiF 6, एक अस्थिर कॉम्प्लेक्स, प्राप्त झाले.

रसायनशास्त्रज्ञांकडे रेडॉनचे प्रमाण फारच कमी आहे, परंतु ते हे स्थापित करण्यात यशस्वी झाले आहेत की ते फ्लोरिनशी देखील संवाद साधते, नॉन-अस्थिर फ्लोराइड तयार करते. क्रिप्टनसाठी, KrF2 difluoride आणि KrF 4 टेट्राफ्लोराइड वेगळे केले गेले आणि झेनॉन संयुगांची आठवण करून देणाऱ्या गुणधर्मांसाठी अभ्यास केला गेला.

3.3 आर्गॉनची तयारी.

पृथ्वीच्या वातावरणात 66 · 10 13 टन आर्गॉन आहे. आर्गॉनचा हा स्त्रोत अतुलनीय आहे, विशेषत: जवळजवळ सर्व आर्गॉन लवकर किंवा नंतर वातावरणात परत येत असल्याने, वापरताना त्यात कोणतेही भौतिक किंवा रासायनिक बदल होत नाहीत. अपवाद म्हणजे फारच कमी प्रमाणात आर्गॉन समस्थानिकांचा, जो विभक्त प्रतिक्रियांमध्ये नवीन घटक आणि समस्थानिक तयार करण्यासाठी खर्च केला जातो. जेव्हा हवा ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनमध्ये विभक्त केली जाते तेव्हा आर्गॉन उप-उत्पादन म्हणून तयार होते. सामान्यतः, दुहेरी सुधारण वायु पृथक्करण साधने वापरली जातात, ज्यामध्ये कमी उच्च-दाब स्तंभ (पूर्व-पृथक्करण), वरचा कमी-दाब स्तंभ आणि मध्यवर्ती कंडेनसर-बाष्पीभवक असतात. शेवटी, नायट्रोजन वरून काढून टाकला जातो आणि कंडेनसरच्या वरच्या जागेतून ऑक्सिजन काढला जातो. आर्गॉनची अस्थिरता ऑक्सिजनपेक्षा जास्त आहे, परंतु नायट्रोजनपेक्षा कमी आहे. म्हणून, आर्गॉन अपूर्णांक वरच्या स्तंभाच्या उंचीच्या अंदाजे एक तृतीयांश बिंदूवर निवडला जातो आणि एका विशेष स्तंभावर नेला जातो. आर्गॉन अंशाची रचना: 10...12% आर्गॉन, 0.5% नायट्रोजन पर्यंत, उर्वरित ऑक्सिजन आहे. मुख्य उपकरणाशी जोडलेल्या "आर्गॉन" स्तंभामध्ये, 3...10% ऑक्सिजन आणि 3...5% नायट्रोजनच्या मिश्रणाने आर्गॉन तयार केला जातो. पुढे ऑक्सिजन (रासायनिक किंवा शोषणाद्वारे) आणि नायट्रोजन (सुधारणा करून) पासून "कच्चा" आर्गॉनचे शुद्धीकरण येते. आर्गॉन 99.99% पर्यंत शुद्धता आता औद्योगिक स्तरावर तयार केली जाते. आर्गॉन हे अमोनिया उत्पादनाच्या कचऱ्यापासून देखील काढले जाते - बहुतेक हायड्रोजनशी बांधले गेल्यानंतर उरलेल्या नायट्रोजनमधून. आर्गॉन 40 लिटर क्षमतेच्या सिलेंडरमध्ये संग्रहित आणि वाहतूक केले जाते, हिरव्या पट्ट्यासह आणि हिरव्या शिलालेखाने राखाडी रंगविले जाते. त्यातील दाब 150 एटीएम आहे. लिक्विफाइड आर्गॉनची वाहतूक करणे अधिक किफायतशीर आहे, ज्यासाठी देवर फ्लास्क आणि विशेष टाक्या वापरल्या जातात. प्रोटॉन आणि ड्यूटरॉनसह काही स्थिर आणि किरणोत्सर्गी समस्थानिकांच्या (37 Cl, 36 Ar, ​​40 Ar, 40 Ca) विकिरणाने तसेच युरेनियमच्या क्षय दरम्यान आण्विक अणुभट्ट्यांमध्ये तयार झालेल्या उत्पादनांच्या विकिरणाने आर्गॉनचे कृत्रिम रेडिओआयसोटोप प्राप्त झाले. न्यूट्रॉनसह. समस्थानिक 37 एआर आणि 41 एआरचा वापर किरणोत्सर्गी ट्रेसर म्हणून केला जातो: पहिला - औषध आणि फार्माकोलॉजीमध्ये, दुसरा - वायू प्रवाहाचा अभ्यास, वेंटिलेशनची प्रभावीता आणि विविध वैज्ञानिक संशोधनांमध्ये. परंतु, अर्थातच, हे आर्गॉनचे सर्वात महत्वाचे उपयोग नाहीत.

3.4 निष्क्रिय वायूंचा शारीरिक प्रभाव.

जड वायूंसारख्या रासायनिकदृष्ट्या जड पदार्थांचा सजीवांवर परिणाम होऊ नये, अशी अपेक्षा करणे स्वाभाविक होते. पण ते खरे नाही. उच्च अक्रिय वायूंचे इनहेलेशन (अर्थातच, ऑक्सिजनमध्ये मिसळलेले) एखाद्या व्यक्तीला अल्कोहोलच्या नशेसारख्या अवस्थेकडे नेले जाते. अक्रिय वायूंचा मादक प्रभाव मज्जातंतूंच्या ऊतींमध्ये विरघळल्यामुळे होतो. अक्रिय वायूचे अणू वजन जितके जास्त तितके त्याची विद्राव्यता जास्त आणि त्याचा मादक प्रभाव अधिक मजबूत.

आता सजीवांवर आर्गॉनच्या प्रभावाबद्दल. 4 एटीएमच्या दाबाखाली 69% एआर, 11% नायट्रोजन आणि 20% ऑक्सिजन यांचे मिश्रण इनहेल करताना, नार्कोसिसच्या घटना घडतात, ज्या त्याच दाबाखाली हवा श्वास घेण्यापेक्षा जास्त स्पष्ट असतात. आर्गॉन पुरवठा थांबविल्यानंतर ऍनेस्थेसिया त्वरित अदृश्य होते. कारण आर्गॉन रेणूंची गैर-ध्रुवीयता आहे, तर दबाव वाढल्याने मज्जातंतूंच्या ऊतींमधील आर्गॉनची विद्राव्यता वाढते. जीवशास्त्रज्ञांना आढळले आहे की आर्गॉन वनस्पतींच्या वाढीस प्रोत्साहन देते. अगदी शुद्ध आर्गॉनच्या वातावरणातही तांदूळ, कॉर्न, काकडी आणि राईच्या बिया फुटल्या. कांदे, गाजर आणि कोशिंबिरीसाठी वापरण्यात येणारा एक पाला व त्याचे झाड 98% आर्गॉन आणि फक्त 2% ऑक्सिजन असलेल्या वातावरणात चांगले वाढतात.

IV अक्रिय वायूंचा वापर.

हेलियम कमी तापमानाचा एक महत्त्वाचा स्त्रोत आहे. द्रव हीलियमच्या तपमानावर, घन पदार्थांमध्ये अणू आणि मुक्त इलेक्ट्रॉनची अक्षरशः थर्मल हालचाल नसते, ज्यामुळे घन अवस्थेतील सुपरकंडक्टिव्हिटीसारख्या अनेक नवीन घटनांचा अभ्यास करणे शक्य होते.

हेलियम वायू फुगे भरण्यासाठी हलका वायू म्हणून वापरला जातो. ते ज्वलनशील नसल्यामुळे, एअरशिपचे कवच भरण्यासाठी ते हायड्रोजनमध्ये जोडले जाते.

हेलियम हे नायट्रोजनपेक्षा रक्तात कमी विरघळणारे असल्याने, दबावाखाली काम करण्यासाठी श्वासोच्छवासाच्या मिश्रणात मोठ्या प्रमाणात हेलियम वापरले जाते, उदाहरणार्थ समुद्रात डायव्हिंग करताना, पाण्याखालील बोगदे आणि संरचना तयार करताना. हेलियम वापरताना, डायव्हरसाठी डीकंप्रेशन (रक्तातून विरघळलेला वायू सोडणे) कमी वेदनादायक असते, डिकंप्रेशन आजार होण्याची शक्यता कमी असते आणि डायव्हरच्या कामाचा सतत आणि धोकादायक साथीदार नायट्रोजन नार्कोसिसची घटना काढून टाकली जाते. He–O 2 मिश्रणाचा वापर त्यांच्या कमी स्निग्धतेमुळे, दम्याचा झटका आणि श्वसनाच्या विविध आजारांपासून आराम देण्यासाठी केला जातो.

अणुभट्ट्या थंड करण्यासाठी, Si, Ge, Ti आणि Zr च्या उत्पादनात, आर्क वेल्डिंगसाठी, विशेषतः मॅग्नेशियम आणि त्याचे मिश्र धातु, हेलियम एक निष्क्रिय माध्यम म्हणून वापरले जाते.

हेलियमचे इतर उपयोग म्हणजे न्यूट्रॉन काउंटर (हेलियम-3), गॅस थर्मोमीटर, एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी, अन्न साठवण आणि उच्च व्होल्टेज स्विचेसमध्ये बियरिंग्जच्या गॅस स्नेहनसाठी. इतर उदात्त वायूंसोबत मिसळून, हेलियमचा वापर बाह्य निऑन जाहिरातींमध्ये (गॅस डिस्चार्ज ट्यूबमध्ये) केला जातो. चुंबकीय सुपरकंडक्टर, कण प्रवेगक आणि इतर उपकरणे थंड करण्यासाठी द्रव हीलियम फायदेशीर आहे. हेलियमचा रेफ्रिजरंट म्हणून असामान्य वापर म्हणजे 0.005 K पेक्षा कमी तापमान तयार करण्यासाठी आणि राखण्यासाठी 3 He आणि 4 He सतत मिसळण्याची प्रक्रिया.

झेनॉनच्या वापराचे क्षेत्र विविध आणि कधीकधी अनपेक्षित असतात. मनुष्य त्याच्या जडत्वाचा आणि फ्लोरिनवर प्रतिक्रिया देण्याची अद्भुत क्षमता या दोन्हींचा फायदा घेतो. प्रकाश तंत्रज्ञानामध्ये, उच्च-दाब झेनॉन दिवे ओळखले गेले आहेत. अशा दिव्यांमध्ये, चाप डिस्चार्ज झेनॉनमध्ये चमकतो, जो अनेक दहा वायुमंडलांच्या दबावाखाली असतो. झेनॉन दिवे मध्ये प्रकाश स्विच केल्यानंतर लगेच दिसून येतो, तो तेजस्वी आहे आणि एक सतत स्पेक्ट्रम आहे - अल्ट्राव्हायलेट पासून जवळ-अवरक्त पर्यंत. मेंदूच्या फ्लोरोस्कोपिक तपासणीसाठी डॉक्टर देखील झेनॉनचा वापर करतात. आतड्यांसंबंधी मेणबत्त्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या बॅराइट दलियाप्रमाणे, झेनॉन क्ष-किरण जोरदारपणे शोषून घेते आणि जखम शोधण्यात मदत करते. तथापि, ते पूर्णपणे निरुपद्रवी आहे. घटक क्रमांक 54, झेनॉन - 133 चा सक्रिय समस्थानिक फुफ्फुस आणि हृदयाच्या कार्यात्मक क्रियाकलापांचा अभ्यास करण्यासाठी वापरला जातो.

द्रव स्टीलद्वारे आर्गॉन उडवून, त्यातून गॅसचा समावेश काढून टाकला जातो. यामुळे धातूचे गुणधर्म सुधारतात.

आर्गॉन वातावरणात इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग वाढत्या प्रमाणात वापरली जात आहे. आर्गॉन जेटमध्ये पातळ-भिंतीची उत्पादने आणि धातू वेल्ड करणे शक्य आहे जे पूर्वी वेल्ड करणे कठीण मानले जात होते. आर्गॉन वातावरणातील विद्युत चापामुळे धातू कापण्याच्या तंत्रज्ञानात क्रांती झाली असे म्हटले तर अतिशयोक्ती होणार नाही. प्रक्रिया खूप वेगवान होती आणि सर्वात रेफ्रेक्ट्री धातूंच्या जाड पत्रके कापणे शक्य झाले. आर्क कॉलमच्या बाजूने उडवलेला आर्गॉन (हायड्रोजन मिश्रित) कट कडा आणि टंगस्टन इलेक्ट्रोडचे ऑक्साईड, नायट्राइड आणि इतर फिल्म्सच्या निर्मितीपासून संरक्षण करते. त्याच वेळी, ते एका लहान पृष्ठभागावर कंस संकुचित करते आणि केंद्रित करते, ज्यामुळे कटिंग झोनमध्ये तापमान 4000-6000 डिग्री सेल्सियसपर्यंत पोहोचते. याव्यतिरिक्त, हे गॅस जेट कटिंग उत्पादनांना उडवते. आर्गॉन जेटमध्ये वेल्डिंग करताना, फ्लक्स आणि इलेक्ट्रोड कोटिंग्जची आवश्यकता नसते आणि म्हणूनच, स्लॅग आणि फ्लक्सच्या अवशेषांपासून सीम साफ करण्याची आवश्यकता नसते.

निऑन दिवे आणि डेलाइट दिवे मध्ये फिलर म्हणून निऑन आणि आर्गॉनचा वापर केला जातो. बाष्पीभवन कमी करण्यासाठी आणि टंगस्टन फिलामेंटची चमक वाढवण्यासाठी क्रिप्टॉनचा वापर सामान्य दिवे भरण्यासाठी केला जातो. उच्च-दाब क्वार्ट्ज दिवे, जे सर्वात शक्तिशाली प्रकाश स्रोत आहेत, झेनॉनने भरलेले आहेत. हेलियम आणि आर्गॉन गॅस लेसरमध्ये वापरले जातात.

वापरलेल्या साहित्याची यादी

1. पेट्रोव्ह एम.एम., मिखिलेव एल.ए., कुकुश्किन यु.एन. "अकार्बनिक रसायनशास्त्र"

2. गुझे एल.एस. सामान्य रसायनशास्त्रावरील व्याख्याने"

3. अख्मेटोव्ह एन.एस. "सामान्य आणि अजैविक रसायनशास्त्र"

4. नेक्रासोव्ह बी.व्ही. "सामान्य रसायनशास्त्राचे पाठ्यपुस्तक"

5. ग्लिंका एन.एल. "सामान्य रसायनशास्त्र

6. खोडाकोव्ह यु.व्ही. "सामान्य आणि अजैविक रसायनशास्त्र"

उघडत आहे:

1893 मध्ये, हवेतील नायट्रोजनची घनता आणि नायट्रोजन संयुगांच्या विघटनातून मिळालेल्या नायट्रोजनमधील विसंगतीकडे लक्ष वेधण्यात आले: हवेतून एक लिटर नायट्रोजनचे वजन 1.257 ग्रॅम होते आणि ते रासायनिकदृष्ट्या 1.251 ग्रॅम वजनाचे होते. एक अतिशय अचूक अभ्यास या अनाकलनीय परिस्थितीचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी केलेल्या हवेच्या रचनेवरून असे दिसून आले की सर्व ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन काढून टाकल्यानंतर, तेथे एक लहान अवशेष (सुमारे 1%) होते ज्याने कोणत्याही गोष्टीवर रासायनिक प्रतिक्रिया दिली नाही.

आर्गॉन (निष्क्रिय साठी ग्रीक) नावाच्या नवीन घटकाचा शोध अशा प्रकारे "तिसऱ्या दशांश स्थानाचा विजय" दर्शवितो. आर्गॉनचे आण्विक वजन 39.9 g/mol होते.

शोधला जाणारा पुढील अक्रिय वायू, हेलियम (“सौर”), पृथ्वीच्या आधी सूर्यावर सापडला. गेल्या शतकाच्या 50 च्या दशकात विकसित केलेल्या वर्णक्रमीय विश्लेषण पद्धतीमुळे हे शक्य झाले.

आर्गॉन आणि हेलियमचा शोध लागल्यानंतर काही वर्षांनी (1898 मध्ये), आणखी तीन उदात्त वायू हवेतून वेगळे केले गेले: निऑन ("नवीन"), क्रिप्टन ("लपलेले") आणि झेनॉन ("एलियन"). त्यांना शोधणे किती कठीण होते हे यावरून लक्षात येते की 1 मीटर 3 हवेमध्ये 9.3 लीटर आर्गॉनसह केवळ 18 मिली निऑन, 5 मिली हेलियम, 1 मिली क्रिप्टॉन आणि 0.09 मिली झेनॉन असते.

शेवटचा निष्क्रिय वायू, रेडॉन, विशिष्ट खनिजांचा अभ्यास करताना 1900 मध्ये सापडला. वातावरणातील त्याची सामग्री व्हॉल्यूमनुसार केवळ 6-10 -18% आहे (जे प्रति घन सेंटीमीटर 1-2 अणूंशी संबंधित आहे). असा अंदाज आहे की संपूर्ण पृथ्वीच्या वातावरणात फक्त 374 लिटर रेडॉन आहे.

भौतिक गुणधर्म:

सर्व उदात्त वायू रंगहीन असतात आणि त्यात मोनॅटॉमिक रेणू असतात. अक्रिय वायूंचे पृथक्करण त्यांच्या भौतिक गुणधर्मांमधील फरकावर आधारित आहे.

अक्रिय वायू रंगहीन आणि गंधहीन असतात. ते हवेत कमी प्रमाणात असतात.अक्रिय वायू विषारी नसतात. तथापि, अक्रिय वायूंच्या वाढीव एकाग्रतेसह आणि ऑक्सिजनच्या एकाग्रतेत घटलेल्या वातावरणामुळे चेतना नष्ट होणे आणि मृत्यू यासह एखाद्या व्यक्तीवर गुदमरल्यासारखे परिणाम होऊ शकतात. आर्गॉन गळतीमुळे मृत्यूची ज्ञात प्रकरणे आहेत.

हळुवार बिंदू, °C
उकळत्या बिंदू, °C

पदार्थाला घनतेपासून द्रव अवस्थेत हस्तांतरित करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उष्णतेला संलयनाची उष्णता म्हणतात आणि द्रवातून वाष्प अवस्थेत हस्तांतरित करण्यासाठी बाष्पीभवनाची उष्णता म्हणतात. दोन्ही परिमाणांना सामान्यतः सामान्य दाबाखाली होणारे संक्रमण असे संबोधले जाते. अक्रिय वायूंसाठी त्यांची खालील मूल्ये आहेत (kcal/g-atom):

वितळण्याची उष्णता
वाष्पीकरणाची उष्णता

खाली तुलना केली आहे गंभीर तापमान अक्रिय वायू आणि ते दाब जे वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत या तापमानात त्यांचे हस्तांतरण करण्यासाठी आवश्यक आणि पुरेसे आहेत, - गंभीर दबाव:

गंभीर तापमान, °C
गंभीर दबाव, एटीएम

हे मनोरंजक आहे :

आर्गॉन रेणूच्या अणूचा प्रश्न गतिज सिद्धांत वापरून सोडवला गेला. त्यानुसार, वायूचे ग्राम-रेणू एका अंशाने गरम करण्यासाठी किती उष्णता खर्च करावी लागते हे त्याच्या रेणूमधील अणूंच्या संख्येवर अवलंबून असते. स्थिर व्हॉल्यूमवर, मोनॅटॉमिक गॅसच्या ग्राम-रेणूला 3 आवश्यक आहेविष्ठा, डायटॉमिक - 5 कॅल. आर्गॉनसाठी प्रयोगाने 3 दिलेविष्ठा, जे त्याच्या रेणूचे मोनोॲटॉमिक स्वरूप दर्शविते. हेच इतर अक्रिय वायूंना लागू होते.

हेलियम हा द्रव आणि घन अवस्थेत रूपांतरित होणारा शेवटचा वायू होता. त्याच्या संबंधात, सामान्य तापमानात विस्ताराच्या परिणामी, हीलियम थंड होत नाही, परंतु गरम होते या वस्तुस्थितीमुळे विशेष अडचणी होत्या. -250 °C च्या खाली ते "सामान्यपणे" वागण्यास सुरवात करते. हे खालीलप्रमाणे आहे की नेहमीच्या द्रवीकरण प्रक्रिया हीलियम आधीपासून जोरदारपणे थंड झाल्यावरच लागू केली जाऊ शकते. दुसरीकडे, हेलियमचे गंभीर तापमान अत्यंत कमी आहे. या परिस्थितीमुळे, हेलियमसह काम करताना अनुकूल परिणाम केवळ द्रव हायड्रोजनसह कार्य करण्याच्या तंत्रावर प्रभुत्व मिळवल्यानंतर प्राप्त झाले, ज्याचे बाष्पीभवन वापरून केवळ हेलियमला ​​आवश्यक तापमानात थंड करणे शक्य होते. 1908 मध्ये प्रथमच द्रव हेलियम, घन हेलियम मिळवणे शक्य झाले-व्ही1926

रासायनिक गुणधर्म:

जड वायू पूर्ण (He, Ne, Ar) किंवा जवळजवळ पूर्ण (Kr, Xe, Rn) रासायनिक क्रियांच्या अभावाने दर्शविले जातात. आवर्त सारणीमध्ये ते एक विशेष गट (VIII) तयार करतात. अक्रिय वायूंचा शोध लागल्यानंतर लगेचच, त्यांनी आवर्त सारणीमध्ये जो नवीन गट तयार केला त्याला शून्य म्हटले गेले, जेणेकरुन या घटकांच्या शून्य व्हॅलेन्सीवर, म्हणजे, त्यांच्या रासायनिक क्रियाकलापांची कमतरता यावर जोर देण्यासाठी. हे नाव सध्या अनेकदा वापरले जाते, तथापि, नियतकालिक कायद्याच्या सारांशात, अक्रिय वायूंचा समूह आठवा गट मानणे अधिक योग्य आहे, कारण संबंधित कालावधी या घटकांपासून सुरू होत नाहीत, परंतु समाप्त होतात.

जड जड वायूंमध्ये संपूर्ण रासायनिक जडत्व नसणे हे केवळ 1962 मध्येच आढळून आले. असे दिसून आले की ते सर्वात सक्रिय मेटॅलॉइड - फ्लोरिन (आणि फक्त त्याच्यासह) एकत्र करण्यास सक्षम आहेत. झेनॉन (आणि रेडॉन) अगदी सहज प्रतिक्रिया देतात, क्रिप्टन अधिक कठीण. XeF 2, XeF 4, XeF 6 आणि कमी-स्थिर KrF 2 प्राप्त झाले. ते सर्व रंगहीन अस्थिर क्रिस्टलीय पदार्थ आहेत.

झेनॉन डिफ्लोराइड(XeF 2) - शून्य स्थितीत Xe आणि F 2 च्या मिश्रणावर दिवसाच्या प्रकाशाच्या प्रभावाखाली हळूहळू तयार होते. त्यात एक वैशिष्ट्यपूर्ण मळमळ करणारा गंध आहे. रेणूच्या निर्मितीसाठी 5s 2 5p 6 पासून 5s 2 5p 5 s 1 - 803 kJ/mol, 5s 2 5p 5 6p 1 -924 kJ/mol, 25s 25p 25s पर्यंत झेनॉन अणूचे उत्तेजित होणे आवश्यक आहे. 6d 1 - 953 kJ/ mole.

Xe+F 2 →XeF 2

0.15 mol/l पाण्यात विरघळते. समाधान एक अतिशय मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहे. खालील योजनेनुसार द्रावण विघटित होते:

XeF 2 +H 2 O →HF+Xe+O 2 (प्रक्रिया अल्कधर्मी वातावरणात जलद होते, अम्लीय वातावरणात कमी होते).

झेनॉन्टेट्राफ्लोराइड-साध्या पदार्थांपासून बनलेली, प्रतिक्रिया अत्यंत एक्झोथर्मिक असते आणि ती सर्व फ्लोराईड्समध्ये सर्वात स्थिर असते.

XeF 4 +2Hg=2HgF 2 +Xe

XeF 4 +Pt=PtF 4 +Xe

क्सीनन टेट्राफ्लोराइडची गुणात्मक प्रतिक्रिया :

XeF 4 +4KI=4KF+2I 2 ↓+Xe

झेनॉन टेट्राफ्लोराइड खालील योजनांनुसार विघटित होते:

3Xe 4+ → Xe 6+ +2Xe 0 (आम्लीय माध्यमात).

Xe 4+ → Xe 0 + Xe 8+ (अल्कधर्मी माध्यमात).

झेनॉन हेक्साफ्लोराइड रंगहीन आहे, जे 3 क्रिस्टलीय बदलांमध्ये ओळखले जाते. 49 ℃ वर, पिवळ्या द्रवामध्ये बदलते, जेव्हा ते कडक होते तेव्हा ते पुन्हा विकृत होते. बाष्प फिकट पिवळ्या रंगाचे असतात. स्फोटकपणे विघटित होते. ओलसर हवेच्या हायड्रोलायझच्या प्रभावाखाली:

XeF 6 +H 2 O→2HF+OXeF 4

OXeF 4 हा रंगहीन द्रव आहे, जो XeF 6 पेक्षा कमी प्रतिक्रियाशील आहे. अल्कली मेटल फ्लोराईडसह स्फटिकासारखे हायड्रेट्स तयार करतो, उदाहरणार्थ: KF∙OXeF 4

पुढील हायड्रोलिसिस क्सीनन ट्रायऑक्साइड तयार करू शकते:

XeF 6 +3H 2 O→XeO 3 +6HF

XeO 3 हा रंगहीन स्फोटक पदार्थ आहे जो हवेत पसरतो. हे स्फोटकपणे विघटित होते, परंतु 40 अंश सेल्सिअसवर हलके गरम केल्यावर, प्रतिक्रिया उद्भवते:

2XeO 3 →2Xe+3O 2

या ऑक्साईडशी औपचारिकपणे जुळणारे एक आम्ल आहे - H 2 XeO 4. या आम्लाशी संबंधित क्षार आहेत: MHXeO 4 किंवा MH 5 XeO 6, शेवटच्या मीठाशी संबंधित एक आम्ल (M - सोडियम ते सीझियम) प्राप्त झाले:

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

तीव्र अल्कधर्मी वातावरणात, Xe 6+ विघटन होते:

4Xe 6+ → Xe 0 +3Xe 8+

क्रिप्टन डिफ्लोराइड- अस्थिर, रंगहीनक्रिस्टल्स , एक रासायनिक सक्रिय पदार्थ. भारदस्त तापमानात त्याचे विघटन होतेफ्लोरिन क्रिप्टन . पदार्थांच्या मिश्रणावर इलेक्ट्रिक डिस्चार्जच्या क्रियेद्वारे ते प्रथम -188 वर प्राप्त झाले.℃:

F 2 +Kr→KrF 2

खालील योजनेनुसार पाण्याने विघटित होते:

2KrF 2 +2H 2 O→O 2 +4HF+2Kr

अक्रिय वायूंचा वापर:

अक्रिय वायूंना अनेक प्रकारचे व्यावहारिक उपयोग सापडतात. विशेषतः, कमी तापमान मिळविण्यामध्ये हीलियमची भूमिका अत्यंत महत्वाची आहे, कारण द्रव हीलियम सर्व द्रवपदार्थांमध्ये सर्वात थंड आहे. कृत्रिम हवा, ज्यामध्ये नायट्रोजन हेलियमने बदलले जाते, ते गोताखोरांच्या श्वासोच्छवासाची खात्री करण्यासाठी प्रथम वापरले गेले. वायूंची विद्राव्यता वाढत्या दाबाने मोठ्या प्रमाणात वाढते, म्हणून, जेव्हा गोताखोर पाण्यात उतरतो आणि त्याला सामान्य हवेचा पुरवठा केला जातो तेव्हा रक्त सामान्य परिस्थितीपेक्षा जास्त नायट्रोजन विरघळते. चढत्या वेळी, जेव्हा दाब कमी होतो, तेव्हा विरघळलेला नायट्रोजन बाहेर पडू लागतो आणि त्याचे फुगे लहान रक्तवाहिन्यांना अंशत: बंद करतात, ज्यामुळे सामान्य रक्त परिसंचरण विस्कळीत होते आणि "कॅसॉन सिकनेस" चे हल्ले होतात. हेलियमसह नायट्रोजनच्या बदलीबद्दल धन्यवाद, रक्तातील हेलियमच्या कमी विद्राव्यतेमुळे वेदनादायक परिणाम तीव्रपणे कमकुवत होतात, जे विशेषतः उच्च दाबांवर लक्षात येते. "हेलियम" हवेच्या वातावरणात काम केल्याने गोताखोरांना मोठ्या खोलीपर्यंत (100 मीटरपेक्षा जास्त) उतरता येते आणि पाण्याखाली त्यांचा मुक्काम लक्षणीयरीत्या वाढवता येतो.

अशा हवेची घनता सामान्य हवेच्या तुलनेत अंदाजे तीन पट कमी असल्याने श्वास घेणे खूप सोपे असते. हे दमा, गुदमरणे इत्यादी उपचारांमध्ये हेलियम वायुचे मोठे वैद्यकीय महत्त्व स्पष्ट करते, जेव्हा रुग्णाच्या श्वासोच्छवासाची अल्पकालीन आराम देखील त्याचे प्राण वाचवू शकते. हेलियम प्रमाणेच, "झेनॉन" हवा (80% झेनॉन, 20% ऑक्सिजन) श्वास घेताना मजबूत अंमली पदार्थाचा प्रभाव असतो, ज्याचा उपयोग वैद्यकीयदृष्ट्या केला जाऊ शकतो.

इलेक्ट्रिकल उद्योगात निऑन आणि आर्गॉनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. जेव्हा या वायूंनी भरलेल्या काचेच्या नळ्यांमधून विद्युत प्रवाह जातो तेव्हा वायू चमकू लागतो, ज्याचा उपयोग प्रकाशित शिलालेख तयार करण्यासाठी केला जातो.

या प्रकारच्या उच्च-शक्तीच्या निऑन ट्यूब विशेषत: दीपगृह आणि इतर सिग्नलिंग उपकरणांसाठी योग्य आहेत, कारण त्यांचा लाल दिवा धुक्यामुळे थोडासा अवरोधित आहे. हीलियम ग्लोचा रंग गुलाबी ते पिवळा हिरव्या रंगात बदलतो कारण त्याचा ट्यूबमधील दाब कमी होतो. Ar, Kr आणि Xe हे निळ्या रंगाच्या वेगवेगळ्या छटा दाखवतात.

विद्युत दिवे भरण्यासाठी आर्गॉन (सामान्यत: 14% नायट्रोजन मिश्रित) देखील वापरले जाते. त्यांच्या लक्षणीय कमी थर्मल चालकतेमुळे, क्रिप्टन आणि झेनॉन या हेतूसाठी आणखी योग्य आहेत: त्यांच्यामध्ये भरलेले इलेक्ट्रिक दिवे समान उर्जेच्या वापरासह अधिक प्रकाश देतात, ओव्हरलोड अधिक चांगल्या प्रकारे सहन करतात आणि पारंपारिक लोकांपेक्षा अधिक टिकाऊ असतात.

संपादक: गॅलिना निकोलायव्हना खारलामोवा