ماهي الغازات النبيلة
تعريف الغازات النبيلة
تاريخيا، عرفت الغازات النبيلة بأسماء الغازات الخاملة، وهي مجموعة من العناصر الكيميائية ذات الخصائص المتشابهة. توجد جميعها في ظروف قاسية دون رائحة أو لون وتتألف من ذرات وحيدة. تتميز بنشاط كيميائي منخفض للغاية. تشمل هذه الغازات النبيلة الهيليوم والنيون والأرغون والكريبتون والزينون والرادون المشع. هناك توقعات بإضافة الأوغانيسون إلى الغازات النبيلة، ولكن لم يتم فهم كيميائيته بعد.
تشكل الغازات النبيلة مجموعة 18 في الجدول الدوري حتى الدورة السادسة، وهي ذات قلة تفاعلية كبيرة بشكل عام، باستثناء الظروف القاسية، ولذلك يتم استخدامها في التطبيقات التي لا تحتاج إلى تفاعل كيميائي، مثل استخدام الهيليوم في غاز التنفس للغواصين في عمق البحار لمنع تسمم الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون.
من الغازات النبيلة
- الهيليوم (He) .
- النيون (Ne) .
- الكريبتون (Kr) .
- الزينون (Xe) .
- الرادون (Rn) .
لماذا تُسمّى الغازات النبيلة بهذا الاسم
معروف أن سمة النبل تشير إلى الشخص الذي لا يتفاعل مع الاستفزاز عندما يتعرض له، بل يتجاهل البشر من الطبقات الأدنى ويعتبر نفسه أعلى من التفاعل معهم. وبالمثل، الغازات النبيلة لديها قشور إلكترونية خارجية مشبعة بالكامل، مما يجعلها غير قابلة للتفاعل مع العناصر الأخرى. وعادة ما تكون في شكل غازات أحادية الذرة، ونادرا ما تتفاعل العناصر الخاملة مع العناصر الأخرى لتشكيل مركبات.
قد تتجه الغازات النبيلة للتفاعل مع العناصر الأخرى في حالة توفر طاقة عالية جدًا، ويمكن أن تؤيّن الإلكترونات الخارجية للغاز النبيل، فمجرد حدوث ذلك يصبح الغاز قابل لاستقطاب إلكترونات جديدة من عناصر أخرى، ولكنها في الوقت ذاته لا تستطيع تكوين الكثير من المركبات، حيث أن مركباتها لا تتجاوز البضع مئات.
معلومات الغاز النبيل : يمكن تفسير خصائص الغازات النبيلة بشكل جيد عن طريق النظريات الحديثة في البنية الذرية، نظرا لأن طبقتها الخارجية تحتوي على عدد كامل من الإلكترونات، وهذا يقلل بشدة ميلها للمشاركة في التفاعلات الكيميائية، ولذلك من الممكن إعداد بضع مئات من مركبات الغازات النبيلة التي تتقارب درجة انصهارها وغليانها، فلا يتجاوز الفرق بينها سوى 10 درجات مئوية، وهذا ما يفسر وجودها ضمن مدى حراري صغير جدا بشكل سائل.
سمات الغازات النبيلة
الغاز النبيل يمثل العمود الأخير في الجدول الدوري، وله عدة مسميات من بينها المجموعة 188، الغازات الخاملة، الغازات النادرة، عائلة النيون، عائلة الهيليوم، وتتسم الغازات النبيلة بمجموعة من السمات ومن بينها:
- أن لها فعالية منخفضة.
- درجة غليان منخفضة.
- تكون نقطة الذوبان والغليان دائمًا قريبتين من بعضهما البعض، لأن تلك العناصر تكون سائلة فقط وفي مدى ضيق.
- تتسم العناصر الخاملة بكهروسالبية منخفضة جدًا.
- تتميز بطاقة تأين عالية.
- تتميز بفقدان اللون والرائحة في معظم الأحيان.
لماذا تقع الغازات النبيلة في أقصى يمين الجدول الدوري
لأنها غازات غير نشطة وتتمتع بخواص متشابهة وفعاليات كيميائية منخفضة .
نسبة الغازات الخاملة في الطبيعة
الغازات الخاملة هذا من أهم العناصر المتواجدة في الطبيعة، حيث تمثل تلك العناصر نسبة 1.29 % من كتلة الغلاف الجوي، وهذا ما يمثل نسبة 1 % من حجم الغازات المكونة له بشكل كامل، ويعتبر غاز الأرجون هو أكثر غاز متواجد في الغلاف الجوي، حيث تمثل نسبته 0.93 % من الغلاف الجوي، وباقي العناصر الخاملة تتوزع بنسبة 0.08 % من النسبة الكلية للعناصر الخاملة في داخل الطبيعة.
يُطلق مسمى العناصر الخاملة أو العناصر النبيلة على مجموعة من العناصر الكيميائية التي تتميز بقلة النشاط الكيميائي الخاص بها، وقلة تفاعلها مع بعضها البعض ومع العناصر الأخرى المتواجدة، وذلك بسبب إمتلاء المدار الأخير بها بشكل طبيعي، ولذلك فأن مسألة فقد أو اكتساب الإلكترونات في العناصر النبيلة صعب للغاية، مما يجعل جهد التأين الخاص بها مرتفع، ويظهر إنعكاس هذا الشيء على نشاطها في التفاعل مع العناصر الأخرى المتواجدة في الطبيعة.
خصائص العناصر الخاملة
من المعروف أن المركبات الكيميائية تختلف دائما في تركيبها وخصائصها الكيميائية والفيزيائية، وتنعكس هذه الاختلافات على العلاقة بين تلك المركبات، حيث تؤثر خصائصها الفريدة على تفاعلاتها الكيميائية وخصائصها، وتؤثر هذه التفاعلات على المواد المشاركة في التفاعلات الكيميائية المختلفة، وبالتالي تظهر بعض العناصر الكيميائية ذات النشاط الكبير نتيجة لتفاعلاتها السريعة وانتشارها، وتشمل ذلك المعادن والشبه المعادن، وهناك مواد كيميائية أخرى تتميز بالتفاعل البسيط والنادر، مما يجعلها ذات نشاط منخفض، وتعتمد هذه الخصائص على عامل التأين الكيميائي الذي يؤثر على التفاعل بشكل مباشر، وتتميز العناصر الغير فاعلة بالعديد من الصفات، ومن أهم هذه الصفات هي
- تتواجد في الطبيعة على شكل ذرات منفردة أحادية.
- تتسم بانخفاض درجة حرارتها بشكل كبير.
- العناصر الخاملة لا تحتوي على أيونات سالبة أو موجبة، ويمكن تفسير هذا بأن المدار الأخير فيها يكتمل بالإلكترونات التي تحتاجها.
- تعتبر من أكثر العناصر الكيميائية استقرارًا.
- ليس لها أي لون أو رائحة.
- تتميز بدرجات غليان وذوبان منخفضة، وتتميز بانخفاض لزوجتها.
- تتم الحصول عليها من خلال عمليات تقطير الهواء النقي.
- العناصر النبيلة تتميز بضعف قوى التجاذب بين ذراتها الداخلية.
- تذوب العناصر في الماء بشكل طبيعي.
- تزداد الكتلة الذرية للعناصر النبيلة بالتحرك نحو الأسفل في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية.
- تُعد هذه العناصر من العناصر الخفيفة الوزن، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في تعبئة وتحريك المناطيد.