ما هي الغازات النبيلة ؟
12805#0
الغازات النبيلة (عُرفت تاريخياً باسم الغازات الخاملة) مجموعة من العناصر الكيميائية ذات خصائص متماثلة، تكون في الظروف القاسية جميعها عديمة الرائحة وعديمة اللون وذات ذرات وحيدة، بالإضافة إلى أن فعاليتها الكيميائية منخفضة جداً. تشمل الغازات النبيلة الهيليوم والنيون والأرغون والكريبتون والزينون والرادون المشع. يُتوقع أيضاً أن يُضمَّ الأوغانيسون إلى الغازات النبيلة، إلا أن كيميائيته لم تُفهَم بَعْد.
غاز نبيل
2525222#1
معظم الغازات النبيلة تمتلك غلافا به 8 إلكترونات تكافؤ. هذا ما عدا الهيليوم حيث أن له إلكترونين فقط . وتكون الأغلفة الذرية الإلكترونية مستقرة في الغازات النبيلة ، مما يجعلها "غازات نبيلة" لا تتفاعل كيميائيا. وهذا هو السبب في ان الغازات النبيلة في ظروف قياسية من الضغط ودرجة الحرارة تتكوّن من ذرات منفردة وليست جزيئات. وبناءا على ذلك فقد قام العالمان "غيلبرت لويس" و "ألبرخت كوسيل" بصياغة قاعدة الغاز النبيل في عام 1916. وهذه القاعدة تقول:
قاعدة الغاز النبيل
3654452#0
مركبات الغازات النبيلة هي مركبات كيميائية تتضمن عنصرا من الغازات النبيلة من المجموعة 18 من الجدول الدوري. على الرغم من أن عناصر الغازات النبيلة عموما عناصر غير متفاعلة، ولقد لوحظ العديد من هذه المركبات، وخاصة التي تحتوى على عنصر الزينون.
مركبات الغازات النبيلة
2652480#1
تعد الغازات النبيلة العناصر الكيميائية الوحيدة التي تكون أحادية الذرة في الشروط العادية من الضغط ودرجة الحرارة. وتشكل هذه الغازات كل من الهيليوم والنيون والآرغون والكريبتون والزينون والرادون. تستطيع الغازات النبيلة الثقيلة أن تشكل مركبات كيميائية، في حين أن الخفيفة منها غير فعالة كيميائياً وخاملة، وتبقى أحادية الذرة في أغلب الأحوال.
أحادي الذرة
12805#4
تمت ترجمة Noble gas (الغاز النبيل) من الاسم الألماني "Edelgas" عام 1898 من قبل العالم هوجوإيردمان للإشارة إلى فعاليتها الكيميائية المنخفضة جداً، يشير هذا الاسم كذلك إلى المعادن النبيلة اذات التفاعلية المنخفضة. تمت الإشارة إلى الغازات النبيلة بـالغازات الخاملة إلا أنه تم إهمال هذه التسمية بسبب اكتشاف الكثير من مركبات الغازت النبيلة. اِستُخدِمَ أيضاً مصطلح الغازات النادرة للإشارة إلى الغازات النبيلة إلا أن هذه التسمية غير دقيقة لأن الأرغون يشكل جزءاً ملحوظاً (0.94% من الحجم، و1.3% من الكتلة) من غازات الغلاف الجوي للأرض وذلك يعود إلى تحلل نظير البوتاسيوم 40 المشعّ.
غاز نبيل
12805#1
الغازات النبيلة تشكل المجموعة 18 من الجدول الدوري، حتى الدورةالسادسة. الغازات النبيلة ذات فاعلية كيميائية منخفضة إلى حدٍ كبير، باستثناء ظروف قاسية محددة. يتم استثمار خمول الغازات النبيلة في التطبيقات التي تحتاج إلى عدم حدوث تفاعل، على سبيل المثال يتم استخدام الأرغون في المصابيح الكهربائية لمنع خيوط التنغستن الساخنة من التأكسد، كما يُستخدم الهيليوم في غازات التنفس الغواصين في أعماق البحار لمنع تسمم الأوكسجين والنيتروجين وثنائي أوكسيد الكربون.
غاز نبيل
12805#2
يمكن تفسير خصائص الغازات النبيلة بشكل جيد من خلال النظريات الحديثة في البنية الذرية، حيث تحتوي طبقتها الخارجية على عدد "كامل" من الإلكترونات، مما يقلل من ميلها للمشاركة في التفاعلات الكيميائية، لذا من الممكن إعداد بضع مئات من مركبات الغازات النبيلة فقط. تتقارب درجة انصهار ودرجة الغليان في الغازات النبيلة، بحيث أن الفرق بينهما لا يتجاوز 10 درجات مئوية (18 درجة فهرنهايت)، هذا يعني أن تواجدها بشكل سائل يكون ضمن مدى حراري صغير جداً.
غاز نبيل
3654452#1
من وجهة النظر الكيميائية، يمكن تقسيم الغازات النبيلة إلى مجموعتين:الكريبتون المتفاعل نسبيا(تأين طاقة 14.0 eV)، زينون (12.1 eV) ، ورادون (10.7 eV) من جهة.وغير المتفاعلة جدا الأرغون (15.8 eV) والنيون (21.6 eV)، والهيليوم (24.6 eV) من جهة آخرى.
مركبات الغازات النبيلة
12805#7
ساعد اكتشاف الغازات النبيلة على تطوير الفهم العام للبنية الذرية. حاول الكيميائي الفرنسي هنري مواسان عام 1895، تشكيل تفاعل كيميائي بين الأرغون، وهوأحد الغازات النبيلة والفلور، وهوأكثر العناصر كهرسلبية، إلا أن محاولته فشلت. بقي العلماء غير قادرين على تحضير مركبات كيميائية من الأرغون حتى نهاية القرن العشرين، إلا أن هذه المحاولات ساعدت العلماء على تطوير نظريات جديدة في البنية الذرية. استفاد الفيزيائي الدنماركي نيلز بور من هذه التجارب في افتراضه لتوضع الإلكترونات الذي طرحه عام 1913، حيث اقترح بور أن الإلكترونات في الذرات تصطف في طبقات أوأغلفة محيطة بالنواة، وأن جميع الغازت النبيلة باستثناء الهيليوم تحتوي في طبقتها الخارجية أوغلافها الخارجي على ثمانية إلكترونات. وضع جيلبرت نيوتن لويس عام 1916 قاعدة الثمانيات، والتي تقول أن االذرات التي تحوي في طبقتها الخارجي على ثمانية إلكترونات أكثر استقراراً من أي ذرة أخرى للعنصر ذاته، حيث أن وجود ثمانية إلكترونات في الطبقة الخارجية لذرة العنصر يجعلها غير متفاعلة مع عنصر آخر لأنها لا تحتاج المزيد من الإلكترونات لتكمل طبقتها الخارجية.
غاز نبيل
14997#5
بعكس جزيئات عناصر مثل الهيدروجين و النيتروجين ثنائية الذرات فتوجد غازات أحادية الذرات مثل الهيليوم النيون و الكريبتون ، ذلك لأن تلك الغازات خاملة ، أي لا تدخل في تفاعلات أو ترابط مع نفسها أو غيرها من العناصر ، وتسمى لذلك أحيانا "غازات نبيلة" . تعود خاصية "الغازات الخاملة" إلى أن أغلفتها الإلكترونية تكون مكتملة ، ولا تقبل التفاعل مع عناصر أخرى أو حتى مع نفسها ، فهي لا تكوّن جزيئات ، وأنما تكون ذرات منفردة.
ثنائي الذرة