يُطلق على الغازات التي تأتي في الجدول الدوري الذي يشتمل على 118 عنصراً من الغازات اسم “الغازات النبيلة” أو “الغازات الخاملة” في علم الكيمياء، وهي تلك الغازات التي تتميز بأنها أحادية الذرة في الطبيعة ولا تأتي على هيئة جُزيئ يتكون من ذرتين أو أكثر، ولكن نجد أن لتلك الغازات خصائص ومواصفات خاصة بها. يتم تقديم كل المعلومات عن الغازات النبيلة وما هي العناصر النبيلة في الكيمياء وأعدادها الذرية في هذا المقال. تابعونا.
بحث عن الغازات النبيلة
هناك ستة عناصر وهي الهيليوم ورمزه العلمي He، والنيون ورمزه Ne، والأرجون ورمزه Ar، والكريبتون ورمزه Kr، والزينون ورمزه Xe، والرادون ورمزه Rn. تنتمي هذه الغازات الخاملة أو النبيلة إلى المجموعة 18 في الجدول الدوري للعناصر، وتتميز كل عنصر منها بذرة واحدة لا لون لها ولا رائحة.
لماذا سميت الغازات النبيلة بهذا الاسم Noble gas
تسمى العناصر النبيلة بهذا الاسم لأنها لا تتفاعل بسهولة مع العناصر الأخرى نظرًا لأنها غازات خاملة، وذلك بسبب أنّ عدد توزيع الإلكترونات في المدارات الأخيرة يأتي مكتملاً، وتظهر درجات غليانها وانصهارها بدرجات متشابهة ولا يصل الفرق بينهما إلى 10 درجات مئوية. ويرجع البعض تسميتها بهذا الاسم إلى الكلمة الألمانية Edelgass، ويُشير البعض إلى عدد ذراتها التي تصل إلى ثمانية في المدار الأخير وبهذا يصبح المدار الأخير لا يحتاج إلى استكماله أو ملئه، مما يعني أن العنصر لا يحتاج إلى مساعدات من العناصر الأخرى.
تاريخ اكتشاف الغازات النبيلة
تم اكتشاف الغازات هذه في عام 1868 عن طريق العالم جانسن، حيث اكتشف الهيليوم خلال حدوث كسوف كلي للشمس، وتمكن المطياف الضوئي من رصد وجود خط في المنطقة الصفراء للطيف. وظهر هذا الخط بطول مختلف عن خط عنصر الصوديوم. وقد استنتج العالم فرانكلاند والعالم لوكير من هذه الحالة بعض النتائج، منها ظهور غاز الهيليوم الذي سُمي بالهليوس باللغة اليونانية. ويعتبر غاز الهيليوم من أخف الغازات الموجودة على سطح الأرض والأكثر وفرة في العالم. وفي الفترة ما بين عامي 1894 و 1895، اكتشف العالم وليم رامزاي معدن الهيدروجين والنيتروجين والأرجون. كما تم اكتشاف غاز النيون والكريبتون في عام 1898.
الخواص الكيمياوية للغازات النبيلة
نذكر بعض خصائص الغازات النبيلة التي تتميز بها ضمن العناصر في الجدول الدوري، وتشمل ذلك:
- تنخفض درجة الغليان الخاصة بتلك العناصر.
- تنخفض درجة الفعالية مع العناصر الأخري.
- تتشابه درجة الغليان والذوبان مع بعضهما البعض.
- تنخفض درجة الذوبان والغليان بسبب ضعف القوى الجزيئية بين جزيئات المادة.
- لديها ذرات منفردة في الظروف العادية وتسمى ذرات أحادية.
- لا توجد لتلك العناصر رائحة أو لون.
- عالية في طاقة التأين.
- انخفاض الطاقة الكهروسالبية.
- يأتي على شكل غازٍ في درجة حرارة الغرفة العادية.
- تختلف درجة انصهار الهيليوم عن العناصر الأخرى، حيث تصل إلى أقل درجات الحرارة مقارنة بالعناصر الأخرى.
- عناصر غير قابلة للاشتعال.
- تستخدم في الإنارة، وتدخل في بعض الصناعات الكيميائية.
- تستخدم في التبريد وكعوامل مؤكسدة.
- يحتوي العنصر على نظائر مستقلة، باستثناء عنصر الرادون الذي لا يحتوي على نظائر مستقلة.
- لديها طبقة الإلكترونات متكافئة .
- يتميز الهليوم بأنه غير لزج ويتحول إلى صلب عند التبريد.
- ليس لديها أيونات سالبة أو وجبة.
- قوة التجاذب بين ذراتها ضعيفة.
- تتحلل في الماء كلما اتجهنا من الأعلى إلى الأسفل، ويقل النشاط الكيميائي بسبب التأين.
- تستخرج من الهواء، وهي ناتجة عن عملية التقطير.
- تتكون مركبات أخرى عند تعرضها لعوامل الضغط .
- يحتوي الهيليوم على عدد ناقص من الإلكترونات في المدار الخارجي لذرته.
- لا تولد عناصر آخري .
- يصعب الحصول عليها بشكل سائل.
الغازات الخاملة واعددها الذرية
لكل عنصر عدد ذري وتوزيع إلكتروني على الطبقات، وتوزيعها هو كما يلي: 8، 18، 32، 18، 8، 2. فما هي الأعداد التي تنطبق على الغازات الخاملة أو النبيلة؟:
- الهيليوم: العدد الذري الخاص بهن هو 2، وتوجد كل الإلكترونات في المدار الأول والوحيد.
- نيون: العدد الذري لـ 10 ويوزع إلكترونيا على مدارين هما الأول والثاني 8،2 .
- أرجون : الرقم الذري للعنصر 18، وتم توزيع الإلكترونات على ثلاث مدارات، وهي 8 و 8 و 2.
- كريبتون:يحمل العنصر الذي يحمل الرقم الذري 36 ثمانية إلكترونات في المدار الخارجي واثنان في المدار الداخلي .
- زينون :العدد الذري له هو 54، وتنتشر إلكتروناته على خمسة مدارات تحتوي على 8، 18، 18، 8، 2 إلكترون.
- رادون: عدد ذري 86 هو عدد ذري للرادون، ويتوزع إلكترونيا على خمس مدارات وهي 8،18،32،18،8،2 .
العناصر النبيلة في الكيمياء
تتميز تلك العناصر بتركيبها الذري وخواصها وتاريخ اكتشافها المختلف، ولكل منها سمات خاصة، ويتم ذكرها في الأسطر التالية:
الهيليوم
يتميز العنصر بأنه غير نشط ولا يتفاعل مع العناصر الأخرى، ويتكون من اثنين من البروتونات الموجبة والإلكترونات السلبية، ويأتي في المرتبة الثانية في جدول العناصر الدوري، ويعتبر من العناصر الأقل في درجة الغليان والانصهار بين العناصر الأخرى غير النشطة، وتم اكتشافه في عام 1868 من قبل العالم جانسن وأطلق عليه اسم “هيليوس” باللغة اليونانية.
النيون
يعدّ الهيليوم ثاني العناصر الخاملة أو النبيلة التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى، وهو متوفر بكثرة في الكون والنظام الشمسي، ولكنه نادر على سطح الأرض. وهو ثاني أخف غاز خامل، يتكون من عشرة بروتونات إيجابية وعشرة إلكترونات سالبة. تم اكتشافه في عام 1852 على يد العالمين ويليام رامزي وموري ترافرز. يمكن أن يصل درجة انصهاره إلى 24.56، ودرجة غليانه إلى 27.104
الأرجون
الأرجون هو ثالث العناصر الخاملة أو النبيلة التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى، وهو الأكثر تواجدا على سطح الأرض. ينبعث منه لون بنفسجي عندما يشتعل في حقل كهربائي عالي، وينصهر عند درجة 83.81، ويصل درجة غليانه إلى 87.302. يمكن للأرجون أن يتفاعل مع الهيدروجين لتشكيل فلوريد الأرجون الهيدريد، وقد اكتشف العالم هنري كافنديش الأرجون في عام 1785م.
الكربتون
يعتبر العنصر 235 هو أحد العناصر النبيلة أو الخاملة التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى، ويستخدم بشكل كبير في التصوير الفوتوغرافي أو كنوع من الليزر، ويتكون من 36 بروتون إيجابي وإلكترونات سلبية، ودرجة الانصهار له تصل إلى 115.78، ودرجة الغليان تصل إلى 119.93، واسمه يأتي من كلمة يونانية تعني “المخيف.
زينون
يعد الزئبق العنصر الخامس من العناصر الخاملة أو النبيلة التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى، ويبلغ ترتيبه الذري رقم 54، ويستخدم في المصابيح الفلاش وغيرها، وتصل درجة انصهاره إلى 161.40، ودرجة غليانه إلى 165.051 كلفن.
الرادون
الرادون هو سادس العناصر النبيلة أو الخاملة التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى، وعدده الذري هو 86، مما يعني أن لديه 86 بروتونًا إيجابيًا وإلكترونًا سالبًا، وهو مضر للصحة العامة بسبب الإشعاعات التي ينبعث منه.
يتضمن هذا المقال شرحًا مفصلاً عن الغازات النبيلة، ويشمل ذلك تعريف مفصل للسبب الذي أدى إلى تسميتها بالنبيلة، والخواص الكيميائية الخاصة بها، والأعداد الذرية للغازات الخاملة.
