لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة، تعرف الغازات النبيلة أنها أحد العناصر الكيميائية السبعة التي تشكل المجموعة الثامنة عشرة في الجدول الدوري، وهو الأكثر استقرارًا بين جميع العناصر الكيميائية تقليديا، هو في المجموعة صفر في الجدول الدوري، ولأنه على مدى عقود من اكتشافه، اعتقد العلماء أنه لا يمكن أن يرتبط بأي من الذرات الأخرى، مما يعني أن ذراته لا يمكن أن تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتشكيل مادة كيميائية و مجمعات سكنية.

لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة

تعتبر الغازات النبيلة من أنواع الغازات الطبيعية الموجودة في البيئة من حولنا، وهي من الغازات ذات الخصائص الكيميائية التي تسمح لنا باستخدامها والاستفادة منها في العديد من المجالات، بما في ذلك الإضاءة، مما جعل استخدامه في الإضاءة ممكنًا:

  • الغازات النبيلة مستقرة بشكل فريد ولا تشارك في أي تفاعلات كيميائية.
  • تتوهج في الطبيعة الغازات النبيلة ويمكن تلوينها.
  • الغازات النبيلة غير نشطة كيميائياً وتتوهج بألوان زاهية.
  • تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة لأنها حتى لو كانت على شكل بلازما، لا يمكنها التفاعل مع الفتيل الموجود داخل الجدران الزجاجية للمصباح، مما يساعد على إطالة عمر المصباح.
  • الغازات النبيلة غير قابلة للاشتعال.

لذلك من خلال فهم خصائص الغازات النبيلة، اكتشف الفيزيائيون مفتاح الترابط الكيميائي نفسه تفاعل عنصر ما هو أداة مهمة لتكوينه الإلكتروني، يمكن أن يكون للمادة تكوين إلكتروني ثابت يقاوم المزيد من التفاعل.

ما هي الغازات النبيلة

الغازات النبيلة، أو ما يعرف بغازات التوابل، مصطلح يشير إلى أحد العناصر الكيميائية السبعة التي تشكل المجموعة الثامنة عشرة في الجدول الدوري، وهو الأكثر استقرارًا بين جميع العناصر الكيميائية تقليديا، هو في المجموعة صفر في الجدول الدوري، ولأنه على مدى عقود من اكتشافه، اعتقد العلماء أنه لا يمكن أن يرتبط بأي من الذرات الأخرى، مما يعني أن ذراته لا يمكن أن تتحد مع ذرات عناصر أخرى لتشكيل مادة كيميائية و مجمعات سكنية.

حتى عندما اكتشف العلماء عناصر المجموعة الثامنة عشرة في الجدول الدوري وحددوها بوضوح، كان يُعتقد أنها نادرة جدًا، كما كان يُعتقد أنها خاملة كيميائيًا، لذلك تم تسميتها بالغازات الخاملة أو النادرة، ولكنها الآن من المعروف أن العديد من العناصر الغازية النبيلة تتواجد بكثرة على سطح الكرة الأرضية وكذلك الكون من حولنا، لذا فإن اسمها مضلل وغير صحيح، واستخدام مصطلح الخامل أمر به عيب كيميائي شديد لأنه يشير إلى مادة كيميائية الكيمياء، لذلك في النهاية سميت هذه الغازات بالغازات النبيلة، والتي تشمل عناصر المجموعة الثامنة عشر وتشمل: الهيليوم، والأرجون، والنيون، والكريبتون، والرادون، والكريبتون، والأوغانيسون.

خصائص الغازات النبيلة

الغازات النبيلة عبارة عن عناصر غير تفاعلية نسبيًا، وهي في الواقع أقل العناصر تفاعلية في الجدول الدوري، وهذا يرجع إلى أن الغازات النبيلة لها غلاف تكافؤ كامل، ولديها أيضًا ميل ضعيف لاكتساب أو فقدان الإلكترونات وخلال عام 1989 م، صاغ العالم هوغو إيدمان عبارة “الغازات النبيلة” تعكس التفاعل المنخفض لهذه العناصر، بنفس الطريقة التي تتشكل بها المعادن النبيلة التي تكون أقل تفاعلاً من المعادن الأخرى.

  • الغازات النبيلة هي إلى حد كبير عناصر غير تفاعلية.
  • الإلكترونات في المدار الأخير للغازات النبيلة هي مدارات كاملة.
  • تمتلك الغازات النبيلة طاقة تأين عالية.
  • الغازات النبيلة لها كهرومغناطيسية منخفضة للغاية.
  • نقاط غليان الغازات النبيلة منخفضة.
  • الغازات النبيلة ليس لها لون أو رائحة أو طعم في ظل الظروف العادية.
  • الغازات النبيلة غير قابلة للاشتعال.
  • الغازات النبيلة قادرة على توصيل الكهرباء في ظروف الضغط المنخفض.

استخدامات الغازات النبيلة

تستخدم الغازات النبيلة في العديد من الأغراض الصناعية التي تقوم على خلق أجواء خاملة مثل اللحام بالقوس الكهربائي وحماية العينات وردع التفاعلات الكيميائية، كما تستخدم هذه الغازات في صناعة المصابيح مثل مصابيح النيون ومصابيح الكريبتون ومصابيح الليزر.

يوجد غاز الهيليوم في حاويات تستخدم لملء البالونات والغوص في أعماق البحار، وهناك خزانات هواء مخصصة للتبريد، وتستخدم بعض الغازات النبيلة في الإضاءة، بما في ذلك غاز النيون، والذي يستخدم أيضًا على نطاق واسع في اللوحات الإعلانية بأضواء وألوان مختلفة في الشوارع.

مصادر الغازات النبيلة

الغلاف الجوي للكوكب هو أهم مصدر للغازات النبيلة على سطح الكرة الأرضية، حيث توجد غازات النيوب والأرجون والكريبتون والزينون الموجودة في الهواء ويتم الحصول عليها من خلال عمليات التقطير الجزئي والإسالة و المصدر الرئيسي لغاز الهليوم هو الفصل المبرد للغاز الطبيعي.

لماذا تسمى الغازات النبيلة

أوضحنا في الفقرات السابقة أن الغازات النبيلة صنفت خطأً على أنها مجموعة صفر في الجدول الدوري بسبب عدم قدرتها على الارتباط بأي ذرات من عناصر أخرى، ولكن تم إعادة تصنيفها في المجموعة الثامنة عشرة بسبب تفاعلها، كما كان يُعتقد سابقًا أنها عناصر نادرة جدًا وخاملة كيميائيًا، لكن الدراسات أثبتت وفرتها على سطح الأرض، وهي موجودة في كواكب النظام الشمسي.

لذلك من الخطأ تسميتها نادرة، ومن عيوب المصطلح الخامل إشارته إلى خاصية السلبية الكيميائية، مما يدل على أنه لا يمكن أن تكون المجموعة صفر، ولكنها بالترتيب الثامن عشر في الجدول الدوري، و أخيرًا أطلق عليه اسم الغازات النبيلة وأضيف منذ زمن بعيد إلى المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين.

ما هي الغازات النبيلة في المصابيح

هناك العديد من الغازات التي تملأ الفراغ في المصابيح الكهربائية، والتي يمكن أن تختلف حسب نوع المصباح الكهربائي، حيث يساعد وجود الغاز داخل المصابيح على إطالة عمرها التشغيلي عن طريق إبطاء عملية التبخر لسلك التنجستن، وهناك أنواع معينة من الغازات التي يمكن العثور عليها داخل المصابيح، ومن بينها:

  • تحتوي المصابيح المتوهجة الشائعة على الكريبتون، والغاز الموجود فيها يتم الخلط بينه وبين غاز النيتروجين.
  • تحتوي بعض أنواع المصابيح على غاز الزينون أو غاز الهالوجين، وهناك بعض أنواع المصابيح التي تحتوي على غاز الكريبتون.