لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة، جميع العناصر الطبيعية التي تكتشفها الطبيعة الأم لها العديد من الخواص الفيزيائية والكيميائية التي تجعلها مناسبة لغرض دون آخر، وهذا ينطبق على المادة بكل حالتها، وأكاذيبك عن الغازات ومنها الغازات النبيلة التي يشيع استخدامها في الإضاءة. وفي مقالتنا اليوم سنجيب على هذا السؤال ونتعرف أكثر على ماهية الغازات النبيلة واستخداماتها وخصائصها وكل ما يتعلق بهذا الموضوع.
ما هو تعريف الغازات النبيلة
الغازات المتطورة هي مصطلح يشير إلى أي من العناصر الكيميائية السبعة التي تتكون منها المجموعة 18. الغازات المتصاعدة تم تخصيصها تقليديًا للمجموعة 0 في الجدول الدوري، لأنه لعدة عقود بعد اكتشافها كان يُعتقد أنها لا تستطيع الارتباط بذلك هو أن ذراتهم لا يمكن أن تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتكوين مركبات كيميائية، وبنيتها الإلكترونية واكتشاف أن بعضها يشكل بالفعل مركبات أدى إلى التصنيف الأنسب، المجموعة 18، ومن الجدير بالذكر أن جميع توجد الغازات النبيلة في الغلاف الجوي للأرض، باستثناء الهيليوم والرادون. مصدرها التجاري الرئيسي هو الهواء، ومحتوى الغازات النبيلة يتناقص مع تناقص الأعداد الذرية.
لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة
تستخدم الغازات النبيلة على نطاق واسع حولنا لما لها من خواص كيميائية تجعلها مناسبة للإضاءة، خاصة منذ اكتشافها في أوائل القرن العشرين، ومن أهم هذه الخصائص التي أعطتها هذه الخاصية
- إنه مستقر بشكل فريد، ولا يشارك في أي تفاعلات كيميائية، وهو متوهج ويمكن تلوينه.
من خلال فهم استقرار الغازات النبيلة، فتح الفيزيائيون مفتاح الرابطة الكيميائية نفسها. يمكن أن تعطينا تفاعلية عنصر ما معلومات مهمة حول التكوين الإلكتروني لتلك المادة. إذا كان العنصر غير نشط للغاية، فهذا يشير إلى أنه من غير المحتمل أن يكون تكوين الإلكترون قادرًا على إضافة أو إزالة الإلكترونات فيه، لذلك يجب أن يكون هناك تكوين إلكتروني ثابت يقاوم المزيد من التفاعل.
ما أهم خصائص الغازات النبيلة
تقل وفرة الغازات النبيلة مع زيادة أعدادها الذرية، والهيليوم هو العنصر الأكثر وفرة في الكون باستثناء الهيدروجين ، وجميع الغازات النبيلة موجودة في الغلاف الجوي للأرض فيما عدا الهيليوم والرادون فإن مصدرهما التجاري الرئيسي هو الهواء ، الذي يتم الحصول عليهما من خلال التميع والتقطير التجزيئي، ويتم شرح خصائص الغازات الخاملة بشكل جيد من خلال النظريات الحديثة لبنية الذرة. ومن أهم هذه الخصائص
- تمتلئ الغلاف الخارجي لإلكترونات التكافؤ، مما يجعلها أقل عرضة للمشاركة في التفاعلات الكيميائية.
- الغاز الخامل هو غاز أحادي الذرة مستقر في الظروف المحيطة.
- التكوين الإلكتروني للغازات النبيلة في مستويين من الطاقة الكاملة.
- الغازات الخاملة لها قوى بين ذرية ضعيفة وبالتالي نقاط انصهار وغليان منخفضة للغاية.
كيفية استخدام الغازات النبيلة
تُستخدم الغازات النبيلة لتكوين جو خامل، كما هو الحال في اللحام القوسي، لحماية العينات، ولاحتواء التفاعلات الكيميائية. تُستخدم هذه العناصر أيضًا في المصابيح مثل مصابيح النيون ومصابيح الكريبتون الأمامية وفي الليزر. يستخدم الهيليوم في البالونات. وخزانات الهواء للغطس العميق، لتبريد المغناطيسات فائقة التوصيل وأكثر من ذلك بكثير من بين الغازات المستخدمة في الإضاءة، غاز النيون، والذي يستخدم على نطاق واسع في اللوحات الإعلانية على الطرق، وبألوان مختلفة.
ما هي مصادر الغازات النبيلة
المصدر الرئيسي والأهم للغازات الخاملة هو الغلاف الجوي، ويحتوي الهواء على النيون والأرجون والكريبتون والزينون، والتي يتم الحصول عليها عن طريق الإسالة والتقطير التجزيئي.المصدر الرئيسي للهيليوم هو الفصل المبرد للغاز الطبيعي، والرادون، وهو غاز خامل إشعاعي، يتكون نتيجة التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة بما في ذلك الراديوم والثوريوم واليورانيوم. أما بالنسبة للعنصر 118 فهو عنصر إشعاعي اصطناعي ناتج عن إصابة هدف بجزيئات متسارعة، وتجدر الإشارة إلى أن العلماء أشاروا إلى أنه في المستقبل يمكن العثور على مصادر الغازات النبيلة خارج الأرض، وخاصة الهيليوم، وهو أكثر وفرة على الكواكب الكبيرة منها على الأرض.
لماذا يطلق على الغازات النبيلة هذا الاسم وإلى ماذا يعود
ذكرنا سابقًا أن هذه الغازات تم تخصيصها في الأصل للمجموعة 0 لأنها لا تستطيع الارتباط مع ذرات أخرى، وعندما تم اكتشاف وتحديد أعضاء المجموعة، تم اعتبارها نادرة للغاية وخاملة كيميائيًا، لذلك أطلق عليها العلماء اسم الغازات النادرة والخاملة. ولكن العديد من هذه العناصر منتشرة على نطاق واسع على الأرض، بالإضافة إلى وجودها على الكواكب في نظامنا الشمسي، لذا فإن وصفها بأنها نادرة أمر غير صحيح، واستخدام المصطلح الخامل له عيب يشير إلى السلبية الكيميائية، مما يشير إلى أن المجموعة 18 لا يمكن تعليم المركبات. ومن ثم سميت بالغازات النبيلة، والتي تم تحريرها منذ زمن بعيد على معادن ثمينة مثل الذهب والبلاتين من أجل الخضوع لتفاعل كيميائي، وهذا ينطبق بنفس المعنى على مجموعة الغازات المدرجة هنا.
يقودنا هذا إلى نهاية مقالنا بعنوان لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة، كما أجبنا على هذا السؤال وتعلمنا المزيد عن ماهية الغازات النبيلة ولماذا يطلق عليها هذا الاسم، وما هي مصادرها واستخداماتها وخصائصها وسبب استخدامها في الإضاءة على وجه الخصوص.