Gaz szlachetny - Polski Serwis Naukowy

Gazy szlachetne

Gazy szlachetne (helowce) – pierwiastki chemiczne ostatniej, 18 (dawn. 0 lub VIII głównej) grupy układu okresowego. Do pierwiastków tych zalicza się: hel, neon, argon, krypton, ksenon, radon. Prawdopodobnie gazem szlachetnym jest również syntetyczny pierwiastek ununoctium.

Półmetale (metaloidy) - dawniej pierwiastki chemiczne, które mają własności pośrednie między metalami i niemetalami. Zalicza się do nich: antymon, arsen, astat, bor, german, krzem, tellur, polon i czasami także selen i glin, w niektórych podręcznikach także węgiel mający najwyższą temperaturę topnienia z dotychczas poznanych pierwiastków i fosfor (tworzący odmianę czarną o właściwościach fizycznych przypominających metal).

Żarówka – elektryczne źródło światła, w którym ciałem świecącym jest włókno wykonane z trudno topliwego materiału (pierwotnie grafit, obecnie wolfram). Drut wolframowy jest umieszczony w bańce szklanej wypełnionej mieszaniną gazów szlachetnych (np. argon z 10-procentową domieszką azotu). Włókno osiąga temperaturę ok. 2500–3000 K na skutek przepływu prądu elektrycznego. Wynalazek powstał w połowie XIX w.

Właściwości

Wszystkie helowce są bezbarwnymi, bezwonnymi, słabo rozpuszczającymi się w wodzie gazami. Mają niskie temperatury topnienia.

* − w warunkach standardowych

Pierwiastki te są niemal całkowicie niereaktywne i pierwsze dwa z nich nie tworzą żadnych związków chemicznych. Wynika to z faktu, że nie zawierają one żadnych niezapełnionych elektronami orbitali, które mogłyby uczestniczyć w tworzeniu wiązań chemicznych. W dół grupy powoli zwiększa się reaktywność tych pierwiastków. Spowodowane jest to tym, że zwiększa się ich rozmiar, a z nim odległość elektronów walencyjnych od środka jądra. Znany jest jeden (otrzymany w temperaturze około 40 K) związek argonu. Krypton i ksenon tworzą nieliczne związki. Związki te są często trudne do uzyskania i niekiedy nietrwałe w temperaturze pokojowej. Działając ksenonem na heksafluorek platyny Neil Bartlett (opierając się na wcześniejszym odkryciu wraz z Lohmannem heksafluoroplatynianu ditlenu) otrzymał trwały czerwonopomarańczowy związek, heksafluoroplatynian ksenonu. Stosunkowo najbardziej reaktywny jest radon. Istnieje trwały chemicznie związek – fluorek radonu RnF2. Powstaje on z mieszaniny fluoru i radonu w temperaturze ok. 400 °C. Cząstka ta rozpada się jednak ze względu na radioaktywność radonu.

Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny, z grupy gazów szlachetnych w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4·10-7% w górnych warstwach atmosfery).

Ununoctium, ununokt (Uuo, eka-radon) – pierwiastek chemiczny, prawdopodobnie z grupy gazów szlachetnych w układzie okresowym. Nazwa Ununoctium wywodzi się z liczby atomowej tego pierwiastka zgodnie z systematyczną terminologią IUPAC dla transuranowców.

Hel, neon, argon i ksenon występują w niewielkich ilościach w powietrzu i dlatego podstawowym sposobem ich otrzymywania jest destylacja frakcjonująca powietrza. Krypton i radon są końcowymi produktami rozpadu promieniotwórczego uranu i toru i towarzyszą zwykle złożom rud tych metali, dzięki czemu można te złoża stosunkowo łatwo wykrywać.

Orbital – powierzchnia opisana funkcją falową, będącą rozwiązaniem równania Schrödingera dla szczególnego przypadku układu jednego elektronu znajdującego się na jednej z powłok atomowych lub tworzących wiązanie chemiczne.

Pole elektryczne – stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna.

Gazy szlachetne emitujące światło widzialne pod wplywem wyladowań elektrycznych elektrycznych

Gazy szlachetne emitujące światło widzialne w silnym polu elektrycznym

Zastosowanie

Gazy szlachetne używa się m.in. w neonach reklamowych. Na zdjęciu lampa z wykorzystaniem neonu (symbol chemiczny Ne). To właśnie za sprawą wykorzystywania neonu w jarzeniówkach, część z nich nazywa się popularnie "neonówkami".

Gazy szlachetne wykorzystuje się wszędzie tam, gdzie potrzebna jest obojętna, beztlenowa atmosfera zapobiegająca reakcjom utleniania. Stosuje się je do napełniania żarówek, do prowadzenia reakcji wymagających obojętnych warunków i do spieniania tworzyw sztucznych.

Neon (Ne, łac. neon) - pierwiastek chemiczny z grupy gazów szlachetnych w układzie okresowym. Jego zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 5 × 10-7%. Stabilne izotopy neonu to 20Ne, 21Ne i 22Ne. Jest to bezwonny i bezbarwny gaz. Stosuje się go do wypełniania lamp neonowych, jako tańszy od helu środek chłodniczy oraz w laserach.

Tworzywa sztuczne – materiały składające się z polimerów syntetycznych (wytworzonych sztucznie przez człowieka i niewystępujących w naturze) lub zmodyfikowanych polimerów naturalnych oraz dodatków modyfikujących takich jak np. napełniacze proszkowe lub włókniste, stabilizatory termiczne, stabilizatory promieniowania UV, uniepalniacze, środki antystatyczne, środki spieniające, barwniki itp. Termin "tworzywa sztuczne" funkcjonuje obok niepoprawnych często stosowanych żargonowych określeń takich jak: plastik lub plastyk. Najbardziej poprawnym terminem obejmującym wszystkie materiały zawierające jako główny składnik polimer, bez rozróżniania, czy jest on pochodzenia sztucznego czy naturalnego, jest określenie "tworzywa polimerowe".

Żaden z nich nie uczestniczy w procesach biologicznych, dlatego często używa się ich jako obojętnych gazów zapobiegających starzeniu się materiałów pochodzenia organicznego. M.in. oryginał Konstytucji i Deklaracji niepodległości USA przechowuje się w szczelnej gablocie wypełnionej helem.

Deklaracja Niepodległości Stanów Zjednoczonych – akt prawny autorstwa m.in. Thomasa Jeffersona, uzasadniający prawo Trzynastu Kolonii brytyjskich w Ameryce Północnej do wolności i niezależności od króla Wielkiej Brytanii, Jerzego III. Ogłoszona 4 lipca 1776 w Filadelfii podczas II Kongresu Kontynentalnego.

Argon (Ar, łac. argon) – pierwiastek chemiczny będący gazem szlachetnym. Jest praktycznie niereaktywny i nie ma żadnego znaczenia biologicznego, jest także jednym ze składników powietrza. Argon wyodrębnili i zidentyfikowali Lord Rayleigh i sir William Ramsay w 1894 roku.

Uwagi

Hel pod normalnym ciśnieniem nie przechodzi w stan stały nawet w najniższej osiągalnej temperaturze.
Tzn. w stanie podstawowym wszystkie orbitale są albo wypełnione całkowicie, albo puste.

Zobacz też

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Gazy szlachetne

Szereg promieniotwórczy – szereg nuklidów promieniotwórczych przekształcających się kolejno jedne w drugie na drodze rozpadów promieniotwórczych. Kolejne produkty rozpadów promieniotwórczych tworzą szereg, który rozpoczyna się izotopem promieniotwórczym o długim okresie półtrwania, a kończy izotopem trwałym (niepromieniotwórczym).

Radioaktywność (promieniotwórczość) – zdolność jąder atomowych do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma (promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo dużej energii).