Jakie są szlachetne gazy?
Gazy szlachetne, czasami określane jako gazy obojętne, są elementami, które składają się na 18. grupę okresowej tabeli. Elementy w grupach na stole okresowym mają tendencję do dzieląc wiele właściwości chemicznych. Na przykład szlachetne gazy zwykle nie mają koloru lub zapachu; nie są łatwopalne; i jest w większości przypadków mało prawdopodobne, aby rozpocząć reakcje chemiczne. Wszystkie te właściwości mają zastosowanie konkretnie w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia, ponieważ różne właściwości mogą pojawić się w ekstremalnych warunkach temperatury lub ciśnienia. Na przykład przy wyjątkowo niskiej temperaturze i wysokim ciśnieniu członkowie grupy 18 stają się płynnymi i mogą być stosowane jako potężne czynniki czynniki kriogeniczne.
Pierwsze sześć szlachetnych gazów w grupie 18 występuje w naturze, a niektóre z nich należą do najbardziej rozpowszechnionych elementów znanych człowiekowi. Hel i neon, pierwsze dwa z gazów szlachetnych, są drugim i czwartym najbardziej rozpowszechnionym elementami w znanym wszechświecie. Każdy kolejny szlachetny gaz ma mniej powszechny w przyrodzie niżpoprzedzający jeden. Jednak obfitość gazów na Ziemi nie odzwierciedla ich względnych obfitości w pozostałej części znanego wszechświata. Na przykład hel jest drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w znanym wszechświecie, ale tylko trzeci najczęściej powszechny gaz szlachetny w atmosferze ziemskiej.
Jedną z najbardziej znaczących właściwości gazów szlachetnych jest niska reaktywność chemiczna wykazana w większości warunków. Do wyjaśnienia niskiej reaktywności można zastosować właściwości atomowe elementów grupy 18. Każde z gazów szlachetnych mają pełną powłokę walencyjną, co oznacza zasadniczo, że wszystkie dostępne przestrzenie na elektron są pobierane. Atom z pełną walencyjną powłoką elektronową nie ma szczególnej nachylenia do reakcji z innymi atomami lub cząsteczkami, ponieważ reakcje obejmują dzielenie lub wymianę elektronów. Reakcje chemiczne zwykle występują, ponieważ dzielenie się lub wymianę elektronów przynosi zaangażowane atomy CLOSer do „konfiguracji gazu szlachetnego” z pełną skorupą walencyjną - szlachetny gaz ma już taką konfigurację, więc jest mało prawdopodobne, aby reagować chemicznie.
Wiele różnych procesów naukowych i przemysłowych korzysta z różnych gazów szlachetnych. Na przykład ciekłego helu i płynnego neonu istnieją w temperaturach w pobliżu bezwzględnego zera, dzięki czemu można je stosować jako potężne czynniki chłodnicze dla nadprzewodników i innych urządzeń, które działają tylko w niskich temperaturach. Hel jest również powszechnie mieszany z gazami stosowanymi przez nurków do oddychania, ponieważ nie jest łatwo wchłaniany przez ludzką tkankę, jak inne gazowe, takie jak azot. Gazy szlachetne są również wykorzystywane do zapewnienia pływalności balonom i sterowcom, do wytwarzania świateł i jako komponentów w potężnych laserach.