Чому деякі гази називаються «шляхетними»?
Навіть якщо ви дуже далекі від хімії, швидше за все, ви хоч раз у своєму житті могли почути вираз «шляхетні гази». До них відносяться всі відомі неон, криптон, аргон, ксенон, гелій і радон. То чому саме гази стали називатися благородними? І в чому саме полягає їхнє благородство? Спробуймо розібратися разом.
Шляхетних газів у природі всього 6: Неон, Криптон, Аргон, Ксенон, Гелій та Радон
Що таке інертні гази?
Шляхетні гази, відомі в хімії завдяки своїй унікальній властивості не змішуватись з іншими речовинами, також часто називають інертними. Як можна судити з назви, "шляхетність" інертних газів не дозволяє їм взаємодіяти з більш простими субстанціями і навіть один з одним. Така вибірковість благородних газів викликана їхньою атомною будовою, яка проявляється у замкнутій зовнішній електронній оболонці, що не дозволяє радону, гелію, ксенону, аргону, криптону та неону обмінюватись своїми електронами з атомами інших газів.
Найпоширенішим інертним газом у природі вважають аргон, який посідає почесне третє місце за вмістом в атмосфері Землі після азоту та кисню. Аргон не має смаку, запаху і кольору, проте саме цей газ вважається одним з найпоширеніших у Всесвіті. Так, наявність цього газу спостерігається навіть у деяких планетарних туманностях та у складі деяких зірок.
При нагріванні в газорозрядній трубці аргон набуває рожевого відтінку.
Найрідкіснішим благородним газом у природі вважають ксенон, який незважаючи на свою рідкість, міститься в атмосфері Землі поряд із аргоном.Ксенон має наркотичні властивості і часто застосовується в медицині як анестезуючий засіб. Крім того, згідно з даними Всесвітнього антидопінгового агентства, інгаляції цього рідкісного газу мають допінговий ефект, що впливає на фізичний стан спортсменів, які його застосовують. Заповнення ксеноном легень людини призводить до тимчасового зниження тембру голосу, що ефект, зворотним застосуванню гелію.
При нагріванні ксенон світиться фіолетовим кольором.
Четверо інших шляхетних газів - Радон, Гелій, Неон і Криптон - також мають свої унікальні властивості. Всі вони не мають специфічного смаку, запаху або кольору, проте присутні в атмосфері Землі в невеликих кількостях і важливі для нашого дихання. Так, гелій вважається одним із найпоширеніших елементів у космосі, а його наявність в атмосфері Сонця, у складі інших зірок Чумацького Шляху та деяких метеоритів підтверджено науковими даними.
Якщо вам подобається ця стаття, запрошую вас приєднатися до нашого каналу на Яндекс.Дзен, де ви зможете знайти ще більше корисної інформації зі світу популярної науки та техніки.
Неон, що світиться при нагріванні червоним відтінком, виходить із повітря при його глибокому охолодженні. Через порівняно невелику концентрацію цього інертного газу в атмосфері планети, неон найчастіше отримують як побічний продукт при видобутку аргону.
Радон - радіоактивний інертний газ, який може становити небезпеку для людського здоров'я. Газоподібний радон здатний світитися блакитним або синім світлом, поступово опромінюючи людину і навіть призводячи до онкологічних захворювань.Незважаючи на це, в медицині часто застосовують так звані радонові ванни, які дозволяють досягти позитивного ефекту при лікуванні хвороб центральної нервової системи.
Радонове озеро у селі Лопухінка Ленінградської області
І нарешті, останній благородний газ, який можна знайти у природі, — криптон. Це один із найрідкісніших шляхетних газів у Всесвіті. На відміну від інших інертних газів, цей газ за певних умов може випромінювати різкий запах, схожий на запах хлороформу. Вплив криптону на людину та тварин вкрай мало вивчений через неймовірну рідкість цього газу.
Де використовуються шляхетні гази?
Найбільш інертними газами, що застосовуються людиною, вважаються аргон, гелій і неон, які використовуються повсюдно від фізики до медицини. Так, гелій використовується при зварюванні металів і як холодоносій при проведенні лабораторних експериментів. Неон і аргон часто застосовуються при виготовленні ламп розжарювання та в металургії, при виготовленні алюмінієвих сплавів.
Завдяки своїм унікальним властивостям, благородні гази знайшли своє застосування у різних галузях науки
Інші благородні гази найчастіше використовуються в медицині. Як вже згадувалося вище, радон знаходить своє застосування в медицині, а ксенон і криптон використовуються як наповнювач освітлювальних ламп.
Гази за описом/всередині/, ні, другий зрозуміло - неон/швидше за все/, а перший?
Тяжкий газ, який світиться гарним фіолетовим світлом, якщо пропустити через нього електричний струм. І легкий газ, що світиться червоним.
Перший газ, який світиться гарним фіолетовим світлом при електричному струмі, описаний вами, швидше за все, є аргоном.Аргон є хімічним елементом інертного газу із символом Ar та атомним номером 18.
Другий газ, який світиться червоним, найімовірніше, є неоном. Неон також є інертним газом із символом Ne та атомним номером 10.
Обидва гази використовуються в різних додатках, включаючи різні види освітлення та технологічні процеси.
Інертні гази - загальні поняття, властивості та застосування
Інертні гази, які ще називають благородними, займають головну підгрупу восьмої групи періодичної системи. Їх налічується лише шість: гелій (He), неон (Ne), аргон (Ar), ксенон (Xe) та радон (Rn). Щоб зрозуміти природу, спочатку розглянемо поняття інертності. Інертність – це слабка вираженість чи відсутність здатності вступати у реакцію коїться з іншими хімічними елементами. Викликати хімічну реакцію для утворення нових зв'язків у подібних речовин практично неможливо.
Відповідно, інертний газ – це рідкісний благородний одноатомний газ, що має високу інертність, яка обумовлена енергетично стійким зовнішнім рівнем електронної оболонки атома. Наприклад, у гелію в цій оболонці розташовано два електрони, а в інших шляхетних газів – по вісім. Цим пояснюються їх фізичні та хімічні властивості. Всі інертні гази за нормальних умов є безбарвними газами, що не мають запаху і погано розчиняються у воді. Їх температури кипіння і плавлення підвищуються відповідно до збільшення обсягів атомів.
До 1962 року вчені були впевнені, що всі благородні гази є абсолютно інертними. Але канадський хімік Н. Бартлетт зміг довести протилежне, отримавши першу хімічну сполуку ксенону, так званий гексафтороплатинат ксенону.Ця сполука є твердою помаранчевою речовиною з кристалічною решіткою. Надалі ряд з'єднань було значно розширено.
Поширеність та освіта в природі
У Всесвіті з благородних газів найбільше поширений гелій, а земних умовах – аргон (за обсягом займає 0,934%). У дуже невеликих кількостях інертні гази є в гірських породах і в газах природних горючих матеріалів, а в розчиненому вигляді їх можна знайти в нафті та воді.
У природних умовах шляхетні гази можуть утворюватися як наслідок різних ядерних реакцій. Наприклад, джерелом радону є радіоактивні препарати урану. Частина цих хімічних елементів має космогенне походження.
Усі інертні гази, крім родону, мають низку ізотопів.
Запаси цих газів не зменшуються. Тільки гелій поступово, дуже повільно, розсіюється у міжзоряному просторі.
Застосування
Інертні гази знайшли широке застосування у галузі електротехніки. Аргон, зважаючи на свою неактивність і низьку теплопровідність, використовується в суміші з азотом для наповнення електричних ламп. Аргоном та неоном наповнюють трубки для світлових реклам, при цьому вони світяться блакитним, а неонові – оранжево-червоним.
Ще аргон використовують у хімічній лабораторній практиці. У промисловості він знайшов своє застосування для термічної обробки легкоокислюваних металів. Аргон створює захисну атмосферу, в якій можна проводити зварювання або різання рідких та кольорових металів, плавлення вольфраму, титану, цирконію. Для контролю вентиляційних систем використовують радіоактивний ізотоп аргону.
Криптон і ксенон мають ще меншу теплопровідність, ніж аргон, тому наповнені ними електричні лампи довговічніші і економічніші, ніж такі, наповнені азотом або аргоном.
Водолази дихають сумішшю гелію і кисню, що дозволяє значно подовжити час їхнього перебування під водою і різко послаблює хворобливі явища, що викликаються зміною тиску під час підйому на поверхню.
Рідкий гелій застосовується як хладоагент у різних дослідженнях, оскільки температура кипіння цього газу становить -268,9°С.
Властивістю повної інертності гелію користуються щодо зварювання у його атмосфері, для надчистих металів, хроматографії. А його висока проникність дозволила створити течешукачі в апаратах низького та високого тиску.
