لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟ إن جميع العناصر الطبيعية التي اكتشفها الإنسان من خلال الطبيعة الأم تمتلك العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تجعلها مناسبة لغرض دون آخر. وهذا ينطبق على المادة بجميع حالاتها، وكذبك يتعلق بالغازات ومنها الغازات النبيلة، وتستخدم على نطاق واسع في الإضاءة، في مقالتنا اليوم موقع مرجعي سنجيب على هذا السؤال ونتعرف أكثر على ما هي الغازات النبيلة واستخداماتها وخصائصها وكل ما يتعلق بهذا الموضوع.
ما هي الغازات النبيلة؟
الغازات السائبة هي المصطلح الذي يطلق على كل عنصر من العناصر الكيميائية السبعة التي تشكل المجموعة 18. تقليديا، تم تصنيف الغازات الصفراوية ضمن المجموعة 0 في الجدول الدوري لأنه بعد عقود من اكتشافها كان يعتقد أنها لا تستطيع الارتباط بالغازات الأخرى. أي أن ذراتها لا يمكنها أن تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتكوين مركبات كيميائية. وقد أدى تركيبها الإلكتروني واكتشاف أن بعضها يشكل مركبات بالفعل إلى التصنيف الأنسب، وهو المجموعة 18. ومن الجدير بالذكر أن جميعها ذرات نبيلة. توجد غازات في الغلاف الجوي للأرض، باستثناء الهيليوم والرادون. مصدرها التجاري الرئيسي هو الهواء، وتتناقص وفرة الغازات النبيلة مع انخفاض أعدادها الذرية.(1)
أنظر أيضا: وتسمى المجموعة 17 في الجدول الدوري
لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟
تستخدم الغازات النبيلة على نطاق واسع حولنا. وتتميز بخصائص كيميائية تسمح لنا باستخدامها خاصة في الإضاءة، إذ تم اكتشافها في بداية القرن العشرين. ومن أهم الخصائص التي أعطتهم هذه الميزة هي:(1)
- وهو مستقر بشكل فريد، ولا يشارك في التفاعلات الكيميائية، ومضيئ، ويمكن تلوينه.
ومن خلال فهم استقرار الغازات النبيلة، اكتشف الفيزيائيون مفتاح الروابط الكيميائية نفسها. يمكن لتفاعلية عنصر ما أن تعطينا أدلة مهمة حول التكوين الإلكتروني لتلك المادة، على الرغم من أن وجود الإلكترون غير مرجح. يمكن إضافة أو إزالة الإلكترونات، لذلك يجب أن يكون هناك تكوين إلكتروني مستقر يقاوم المزيد من التفاعل.
خصائص الغازات النبيلة
يمكن تفسير خصائص الغازات النبيلة جيدًا من خلال النظريات الحديثة للتركيب الذري. وأهم هذه الخصائص هي:(1)
- الغلاف الخارجي لإلكترونات التكافؤ ممتلئ، لذلك ليس لديها ميل كبير للمشاركة في التفاعلات الكيميائية.
- الغاز النبيل هو غاز أحادي الذرة مستقر في ظل الظروف المحيطة.
- يحتوي التكوين الإلكتروني للغازات النبيلة على مستويين كاملين للطاقة.
- تتمتع الغازات النبيلة بقوى بين ذرية ضعيفة، وبالتالي فإن درجات انصهارها وغليانها منخفضة جدًا.
استخدام الغازات النبيلة
تُستخدم الغازات النبيلة لتكوين أجواء خاملة، كما هو الحال في اللحام القوسي، لحماية العينات ومنع التفاعلات الكيميائية. تُستخدم هذه العناصر أيضًا في المصابيح، مثل مصابيح النيون والمصابيح الأمامية الكريبتونية، وفي أجهزة الليزر، وخزانات الهواء المخصصة للغوص في أعماق البحار، ولتبريد المغناطيس فائق التوصيل، وغير ذلك الكثير. ومن الغازات الأكثر استخداماً في الإضاءة هو النيون، الذي يستخدم على نطاق واسع في اللوحات الإعلانية على الطرق بمختلف الألوان.(2)
مصادر الغازات النبيلة
المصدر الرئيسي والأهم للغازات النبيلة هو الغلاف الجوي. توجد النيون والأرجون والكريبتون والزينون في الهواء ويتم الحصول عليها عن طريق تسييلها وإجراء التقطير التجزيئي. المصدر الرئيسي للهيليوم يأتي من الفصل المبرد للغاز الطبيعي. وفي حين أن غاز الرادون، وهو غاز نبيل مشع، يتم إنتاجه عن طريق التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة بما في ذلك الراديوم والثوريوم واليورانيوم، فهو عنصر مشع من صنع الإنسان ينتج عن ضرب هدف بجزيئات متسارعة. ومن الجدير بالذكر، كما قال العلماء وقد أشار الباحثون إلى إمكانية العثور على مصادر للغازات النبيلة خارج كوكب الأرض في المستقبل. الهيليوم على وجه الخصوص أكثر وفرة على الكواكب الأكبر منه على الأرض.(2)
أنظر أيضا: تقل ذوبان الغازات مع زيادة درجة الحرارة
لماذا سميت الغازات النبيلة بهذا الاسم؟
ذكرنا سابقًا أن هذه الغازات تم تصنيفها في البداية ضمن المجموعة 0 لأنها لا تستطيع الارتباط مع ذرات أخرى. عندما تم اكتشاف وتحديد أعضاء المجموعة، كان يُعتقد أنهم نادرون للغاية وخاملون كيميائيًا، ولهذا أطلق عليهم العلماء اسم نادر. لكن العديد من هذه العناصر متوافرة بكثرة على الأرض، بالإضافة إلى وجودها على كواكب نظامنا الشمسي، لذا فمن غير الصحيح تسميتها نادرة. كما أن استخدام مصطلح خامل له مساوئ الإشارة إلى السلبية الكيميائية، مما يشير إلى أنه لا يمكن تكوين مركبات المجموعة 18. ولذلك أطلق عليها اسم الغازات النبيلة، والتي كانت تنطلق منذ فترة طويلة على المعادن النبيلة مثل الذهب والبلاتين لتخضع لتفاعل كيميائي، وينطبق هذا بنفس المعنى على مجموعة الغازات المتضمنة هنا.(2)
وبهذا نصل إلى نهاية مقالتنا بعنوان لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟ وبذلك أجبنا على هذا السؤال وتعرفنا أكثر على ما هي الغازات النبيلة ولماذا أطلقنا عليها هذا الاسم وما هي مصادرها واستخداماتها وخصائصها وسبب استخدامها في الإضاءة بشكل خاص.
