Що таке благородні гази і для чого вони використовуються?

Що таке благородні гази? Важлива інформація

Що таке благородні гази? Вони відомі як гази групи гелію (за назвою елемента гелію), тобто летючі речовини з низькою молекулярною масою. Якщо ви подивитеся на атомні моделі благородних газів, то відразу помітите, що вони мають дуже просту структуру з одного атома і не утворюють великих кластерів або молекул. Благородні гази відрізняються перш за все легкістю і близькою до нуля реакційною здатністю. Ці елементи присутні у Всесвіті в елементарному стані. З іншого боку, на Землі їх присутні відносно невеликі кількості; вони в основному виробляються в лабораторних умовах і на спеціальних виробничих підприємствах. Як ми можемо отримати благородний газ? З цією метою лаборанти використовують метод перегонки зрідженого повітря. Які благородні гази були відкриті за останні 200 років? Це короткий список. Знайдіть у веб-пошуковій системі « періодична таблиця » та перегляньте останній – 18-й – стовпець. Група складається з 6 елементів:

• гелій (He),
• неон (Ne),
• аргон (Ar),
• криптон (Kr),
• ксенон (Xe) і
• радон (Rn).

Вищезазначені елементи можуть входити до складу різних хімічних сполук, оксидів і оксикислот.

Фізичні та хімічні властивості благородних газів

Що потрібно знати про фізичні та хімічні властивості благородних газів? Безсумнівно, речовини належать до найбільш цінних і інтригуючих елементів, відомих людям. Як випливає з назви, благородні гази мають леткий агрегатний стан і легші за повітря. Які ознаки є спільними для газів групи гелію? Елементи:

• без запаху і кольору,
• легкий,
• надзвичайно важко зріджується (точка конденсації гелію -268,93°C!) і
• вони плавляться і киплять при низьких температурах.

Чи розчиняються благородні гази у воді ? Ці елементи погано розчиняються у водному середовищі. Важливим питанням є реакційна здатність газів групи гелію. Благородні гази хімічно активні чи неактивні? Цікаво, що вони не беруть участі в хімічних реакціях з іншими елементами (отже, вони хімічно нейтральні). Чим важчий газ, тим вище його здатність реагувати з іншими молекулами. Чому благородні гази не дуже хімічно активні? Це пояснюється тим, що їх валентна оболонка містить повний набір спарених електронів, що автоматично унеможливлює утворення нових пар. Наявність повних електронних оболонок також пояснює, чому благородні гази не мають електронегативності. Вони стабільні і не притягують зовнішні електрони.

Благородні гази та їх електронна конфігурація

Електронна конфігурація – це запис атомної структури різних елементів і розташування електронів на їх оболонках. Яка будова газів групи гелію? Вони мають гранично спрощену схему конфігурації електронів – найпростіша для гелію: 1s2 (буква s означає атомну подоболонку). Ксенон (4d10 5s2 5p6) або аргон (1s22s22p63s23p6) та інші благородні гази мають більш складну структуру з кількома оболонками та різною кількістю електронів.

Щільність благородних газів

Що стосується властивостей газів, ми не можемо не помітити їх густину. Гелій є благородним газом з найнижчою щільністю, яка становить 0,1785 кг/м³, що робить його приблизно в 7 разів легшим за повітря! Для порівняння: щільність аргону становить 1,635 кг/м³, неону: 0,824 кг/м³, криптону: 3,430 кг/м³, ксенону: 5,396 кг/м³ і радону: 9,078 кг/м³. Зазначені відмінності в густині досить великі, що сприяє великій різноманітності застосувань благородних газів.

Кольори благородних газів – як світяться благородні гази?

В Інтернеті часто можна зустріти такі запитання: якими кольорами світяться благородні гази? Однак вам потрібно знати, що благородні гази самі по собі не виділяють жодних кольорів. Вони безбарвні, чи не так? Від електричних імпульсів з’являється відтінок газу. Згодом гелій випромінює яскраво-жовте світло, неон — оранжеве, а аргон — синє. Під впливом електрики криптон стає зеленим, а ксенон стає синім, білим або фіолетовим.

Чи є інертні гази горючими і чи проводять вони електричний струм?

Однією з ключових хімічних властивостей благородних газів є їх негорючість і відсутність провідності електричної енергії. Таким чином, летючі речовини є абсолютно безпечними навіть у таких установках, які мають високий ризик займання та/або пожежі. Вони є чудовими провідниками теплової енергії; сяють, але не горять; тому вони використовуються для різноманітних цілей у нашому повсякденному житті.

Використання благородних газів: аргону, гелію та неону

Елементи гелію, аргону та неону захоплювали вчених та інвесторів з 19 століття. Людство постійно шукає можливості застосування благородних газів, які ми почали широко використовувати лише у 20 столітті. Ви щодня зустрічаєте елементи He, Ar і Ne. Вони містяться в багатьох різних статтях, якими ви користуєтеся – ось короткий аналіз того, для чого використовуються благородні гази:

Гелій

Напевно, у вас це асоціюється з повітряними кульками для дітей, які літають у повітрі під час парафіяльних чи сільських ярмарків – ви, звичайно, маєте рацію, оскільки гелій продається як газ для наповнення повітряних куль. Це змушує різнокольорові повітряні кульки злітати так високо. Елемент також використовується:

• у виробництві дихальних сумішей для професійних дайверів,
• у виробництві природного газу,
• в системах охолодження,
• в процесах зварювання і
• для підйому цепелінів і пасажирських дирижаблів.

Як найлегший газ, гелій також використовується в лабораторіях як носій для різних речовин. Елемент також використовується в промисловості для діагностики витоків в установках, резервуарах тощо.

Неон

Коли ви чуєте: «неон», ви бачите в уяві світну вивіску магазину або яскраві рекламні вивіски в місті. Недарма неон – це не тільки назва елемента, це ще й відома з початку 20 століття електрична світлова трубка (рекламна або декоративна), виготовлена ​​з різнокольорових трубок. Що варто знати про застосування неону? Зараз він використовується в основному для виробництва:

• освітлення (лампи, лампочки),
• фотодіоди,
• лазери і
• комплектуючі для телевізорів.

Аргон

Газ аргон був відкритий наприкінці 19 століття. На даний момент він використовується, наприклад, у виробництві лампочок, енергоефективних вікон і напівпровідників. За допомогою аргону можна створити захисну атмосферу в різних технологічних процесах, таких як пакування або зварювання. Він також має неоціненне значення в лабораторіях і хроматографії; він корисний у процесах розділення різних речовин.

Благородні гази – використання ксенону, криптону і радону

Наступними елементами в групі гелію є: ксенон, криптон і радон. Де використовуються ці благородні гази? Використання елементів Xe, Kr і Rn у промисловості та медицині справді вражає. Ось короткий огляд застосувань цих газів:

• Ксенон використовується у виробництві автомобільних ксенонових ламп, фотоспалахів, стробоскопів; в медицині як анестетик і як допоміжний засіб при подоланні наслідків переохолодження.
• Криптон в основному використовується для заповнення надпотужних лампочок і корисний у виробництві ламп, що розжарюються, і скляних блоків (де він діє як ізолятор).
• Радон: цей благородний газ в основному використовується в радіотерапії (лікуванні раку).

Вчені та бізнесмени продовжують відкривати нові властивості та застосування благородних газів. Проводяться дослідження газів групи гелію, які виявляються безцінними для медицини та авіації, автомобільної промисловості та навіть для міжпланетного транспорту! Легкі і неактивні гази мають величезний потенціал і, безсумнівно, є однією з найперспективніших сировинних матеріалів майбутнього.

Благородні гази: цікаві факти, факти та міфи

В епоху розвитку науки ми, як людство, хотіли б знати все про благородні гази, щоб ми могли повною мірою використовувати їх властивості. Гази групи гелію, які люди знають лише близько ста років, досі залишаються одними з найзагадковіших елементів. Які цікаві факти пов’язані з благородними газами? Які факти та міфи слід знати про гази групи гелію? Перевірте наступне:

Радон канцерогенний.

У групі гелію радон є найважчим газом і він радіоактивний. Він природним чином присутній у мінералах, ґрунті, воді та гірських породах, звідки він проникає в атмосферу. Елемент легко потрапляє в легені людини при вдиханні, оскільки його невеликі кількості є практично в кожній будівлі. Згідно з інформацією, розміщеною на веб-сайті Державної санітарної інспекції Польщі, допустима концентрація радону в приміщенні становить 300 Бк/м3/рік. Тож де зростає ймовірність захворіти на рак легенів? Він росте в будинках з поганою вентиляцією, з дірявою сантехнікою або розташованих у геологічно нестабільних районах або поблизу скель, що містять уран.

Оганессон також відноситься до групи гелію.

Оганессон (Og) — один із найпізніших елементів; це було відкрито 20 років тому. Що ми знаємо про це? Речовина була отримана синтетичним шляхом і має атомний номер 118. Офіційно елемент був включений в таблицю Менделєєва лише в 2016 році, але він ще не до кінця відомий і не вивчений. Наукове співтовариство умовно класифікує його як благородний газ і трансурановий елемент, тобто радіоактивний елемент, атомний номер якого перевищує 92.

Гелій – газ, який змінює людський голос

Чому кілька ковтків гелію змінюють ваш голос до невпізнання? Гелій змушує звуки покидати голосові зв’язки швидше. Коли ви закачуєте цей благородний газ у свої легені, ви починаєте говорити тихим голоском, який нагадує голос дитини чи героїв мультфільмів. Очевидно, ми повинні пам’ятати, що гелій може бути нешкідливим, але якщо ви вдихаєте його в легені занадто довго, ви можете отримати гіпоксію.