لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة كل العناصر الطبيعية التي اكتشفها الإنسان بالطبيعة الأم لها العديد من الخواص الفيزيائية والكيميائية التي تجعلها مناسبة لغرض واحد دون الآخر، وهذا ينطبق على المادة في جميع حالاتها، وأنت تكذب على الغازات ومنها الغازات النبيلة. شائع الاستخدام في الإضاءة، وفي مقالتنا اليوم سنجيب على هذا السؤال المطروح، وسنتعرف أكثر على ماهية الغازات النبيلة، واستخداماتها وخصائصها وكل ما يتعلق بهذا الموضوع.
محتويات
ما هي الغازات النبيلة
غازات التوابل هي مصطلح يطلق على أي من العناصر الكيميائية السبعة التي تتكون منها المجموعة 18. تصنف غازات الكبريت تقليديًا على أنها المجموعة 0 في الجدول الدوري لأنه، على مدى عقود بعد اكتشافها، كان يُعتقد أنها لا تستطيع الارتباط بعناصر أخرى ذرات. أي أن ذراتها لا يمكن أن تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتكوين مركبات كيميائية، وبنيتها الإلكترونية واكتشاف أن بعضها يشكل مركبات بالفعل أدى إلى التصنيف الأنسب، المجموعة 18، وهو أمر يستحق التحمل. لاحظ أن جميع الغازات النبيلة موجودة في الغلاف الجوي للأرض، باستثناء الهيليوم والرادون. مصدره التجاري الرئيسي هو الهواء، وتتناقص وفرة الغازات النبيلة مع تناقص عددها الذري.
لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة
تستخدم الغازات النبيلة على نطاق واسع حولنا، ولها خصائص كيميائية تسمح لنا باستخدامها في الإضاءة على وجه الخصوص، حيث تم اكتشافها في بداية القرن العشرين، ومن أهم هذه الخصائص التي أعطتها هذه الخاصية
- إنه مستقر بشكل استثنائي، ولا يشارك في أي تفاعل كيميائي، وهو متوهج ويمكن تلوينه.
من خلال فهم استقرار الغازات النبيلة، اكتشف الفيزيائيون مفتاح الرابطة الكيميائية نفسها، والتي من خلالها يمكن أن تعطينا تفاعل عنصر ما أدلة مهمة حول التكوين الإلكتروني لتلك المادة. إمكانية إضافة أو إزالة الإلكترونات فيه، لذلك يجب أن يكون تكوينًا إلكترونيًا مستقرًا يقاوم التفاعلات اللاحقة.
خصائص الغازات النبيلة
يمكن تفسير خصائص الغازات النبيلة بشكل جيد من خلال النظريات الحديثة للتركيب الذري، وأهمها
- الغلاف الخارجي لإلكترونات التكافؤ ممتلئ، مما يمنحها ميلًا ضئيلًا للمشاركة في التفاعلات الكيميائية.
- الغاز النبيل هو غاز أحادي الذرة مستقر في الظروف المحيطة.
- يحتوي تكوين إلكترون الغاز النبيل على مستويين طاقة كاملين.
- الغازات النبيلة لها قوى بين الذرية ضعيفة، وبالتالي لها نقاط انصهار وغليان منخفضة للغاية.
استخدامات الغازات النبيلة
تُستخدم الغازات النبيلة لتكوين أجواء خاملة، مثل اللحام القوسي، لحماية العينات ولردع التفاعلات الكيميائية. تُستخدم هذه العناصر أيضًا في المصابيح، مثل مصابيح النيون والمصابيح الأمامية والكريبتون والليزر. يستخدم الهيليوم في المناطيد وخزانات الهواء للغوص في أعماق البحار ولتبريد المغناطيسات فائقة التوصيل، ومن بين الغازات المستخدمة في الإضاءة غاز النيون الذي يستخدم على نطاق واسع في اللوحات الإعلانية على الطرق وبألوان مختلفة.
مصادر الغازات النبيلة
المصدر الرئيسي والأهم للغازات النبيلة هو الغلاف الجوي. تم العثور على النيون والأرجون والكريبتون والزينون في الهواء، حيث يتم الحصول عليها عن طريق التميع والتقطير التجزيئي. المصدر الرئيسي للهيليوم يأتي من الفصل المبرد للغاز الطبيعي. بينما ينتج الرادون، وهو غاز نبيل مشع، من التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة، بما في ذلك الراديوم والثوريوم واليورانيوم، في حين أن العنصر 118 هو عنصر إشعاعي اصطناعي ينتج عن إصابة هدف بجسيمات متسارعة. كوكب الأرض، الهليوم على وجه الخصوص، أكثر وفرة على الكواكب الأكبر منه على الأرض.
لماذا تسمى الغازات النبيلة بذلك
ذكرنا سابقًا، أن هذه الغازات تم تصنيفها في البداية على أنها مجموعة 0، لأنها لا تستطيع الارتباط بذرات أخرى، وعندما تم اكتشاف وتحديد أعضاء المجموعة، كان يُعتقد أنها نادرة للغاية وخاملة كيميائيًا، ولهذا السبب تم تسميتها من قبل العلماء، غازات نادرة وخاملة، لكن العديد من هذه العناصر متوافرة بكثرة على الأرض، بالإضافة إلى وجودها على الكواكب في نظامنا الشمسي، لذا فإن تسميتها نادرة أمر غير صحيح، واستخدام المصطلح الخامل له عيوبه التي تدل عليه. كيمياء السلبية، والتي تشير إلى أن مركبات المجموعة 18 لا يمكن أن تتشكل، لذلك سميت بالغازات النبيلة، والتي لطالما أعطيت للمعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين لتخضع لتفاعل كيميائي، وهذا ينطبق بنفس المعنى على المجموعة. من الغازات المدرجة هنا.
بهذا نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة من خلاله أجبنا على هذا السؤال وتعلمنا المزيد عن ماهية الغازات النبيلة ولماذا يطلق عليها هذا الاسم وما هي مصادرها واستخداماتها وخصائصها ولماذا يتم استخدامها في الإضاءة على وجه الخصوص.