ก๊าซมีตระกูลคืออะไรและใช้ทำอะไร?

ก๊าซมีตระกูลคืออะไร? ข้อมูลสำคัญ

ก๊าซมีตระกูลคืออะไร? พวกมันเรียกว่าก๊าซกลุ่มฮีเลียม (ตั้งชื่อตามธาตุฮีเลียม) กล่าวคือ สารระเหยที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ หากคุณดูแบบจำลองอะตอมของก๊าซมีตระกูล คุณจะสังเกตเห็นได้ทันทีว่าพวกมันมีโครงสร้างอะตอมเดี่ยวที่เรียบง่ายมาก และไม่ก่อตัวเป็นกระจุกหรือโมเลกุลขนาดใหญ่ ก๊าซมีตระกูลมีความโดดเด่นเป็นอันดับแรกโดยความเบาและการเกิดปฏิกิริยาที่ใกล้ศูนย์ องค์ประกอบเหล่านี้มีอยู่ในสถานะธาตุในจักรวาล ในทางกลับกัน มีพวกมันค่อนข้างต่ำบนโลก ส่วนใหญ่จะผลิตภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการและในโรงงานผลิตเฉพาะ เราจะได้รับก๊าซมีตระกูลได้อย่างไร? ด้วยเหตุนี้ ช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการจึงใช้วิธีกลั่นอากาศเหลว มีการค้นพบก๊าซมีตระกูลใดบ้างในช่วง 200 ปีที่ผ่านมา? นี่คือรายการสั้น ๆ ค้นหา ‘ตารางธาตุ’ ในเครื่องมือค้นหาเว็บและตรวจดูคอลัมน์ที่ 18 ล่าสุด กลุ่มประกอบด้วย 6 องค์ประกอบ:

• ฮีเลียม (เขา)
• นีออน (Ne)
• อาร์กอน (อาร์)
• คริปทอน (Kr),
• ซีนอน (Xe) และ
• เรดอน (Rn).

องค์ประกอบที่กล่าวถึงข้างต้นอาจเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบทางเคมี ออกไซด์ และกรดออกซีต่างๆ

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของก๊าซมีตระกูล

คุณควรรู้อะไรบ้างเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของก๊าซมีตระกูล ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสารเหล่านี้เป็นขององค์ประกอบที่มีมูลค่าสูงและน่าสนใจที่สุดที่ผู้คนรู้จัก ตามชื่อที่แนะนำ ก๊าซมีตระกูลมีสถานะทางกายภาพที่ระเหยได้และมีน้ำหนักเบากว่าอากาศ ก๊าซกลุ่มฮีเลียมมีคุณสมบัติอะไรที่เหมือนกัน? องค์ประกอบคือ:

• ไม่มีกลิ่นและไม่มีสี,
• น้ำหนักเบา,
• ทำให้กลายเป็นของเหลวได้ยากมาก (จุดควบแน่นของฮีเลียมอยู่ที่ -268.93°C!) และ
• พวกเขาละลายและต้มที่อุณหภูมิต่ำ

ก๊าซมีตระกูลละลายในน้ำ ? องค์ประกอบเหล่านี้ละลายได้ไม่ดีในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ ปัญหาที่น่าสังเกตคือการเกิดปฏิกิริยาของก๊าซกลุ่มฮีเลียม ก๊าซมีตระกูลมีปฏิกิริยาทางเคมีหรือไม่ใช้งานหรือไม่? ที่น่าสนใจคือพวกมันไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีกับองค์ประกอบอื่น (ด้วยเหตุนี้พวกมันจึงเป็นกลางทางเคมี) ยิ่งก๊าซมีมวลมากเท่าใด ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ทำไมก๊าซมีตระกูลจึงไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีมากนัก? นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเปลือกความจุของพวกมันมีอิเล็กตรอนคู่ครบชุด ซึ่งทำให้ไม่สามารถสร้างคู่ใหม่ได้โดยอัตโนมัติ การปรากฏตัวของเปลือกอิเล็กตรอนเต็มยังอธิบายได้ว่าทำไมก๊าซมีตระกูลไม่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ มีความเสถียรและไม่ดึงดูดอิเล็กตรอนภายนอก

ก๊าซมีตระกูลและการกำหนดค่าอิเล็กตรอน

การกำหนดค่าอิเล็กตรอนเป็นบันทึกโครงสร้างอะตอมขององค์ประกอบต่าง ๆ และการจัดเรียงอิเล็กตรอนบนเปลือกของพวกมัน โครงสร้างของก๊าซฮีเลียมเป็นอย่างไร? พวกมันมีไดอะแกรมที่ง่ายมากของการกำหนดค่าอิเล็กตรอน – แบบที่ง่ายที่สุดสำหรับฮีเลียม: 1s2 (ตัวอักษร s หมายถึง subshell อะตอม) ซีนอน (4d10 5s2 5p6) หรืออาร์กอน (1s22s22p63s23p6) และก๊าซมีตระกูลอื่น ๆ มีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยเปลือกหลายตัวและจำนวนอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน

ความหนาแน่นของก๊าซมีตระกูล

สำหรับคุณสมบัติของก๊าซ เราไม่สามารถมองข้ามความหนาแน่นของก๊าซได้ ฮีเลียมเป็นก๊าซมีตระกูลที่มีความหนาแน่นต่ำสุดคือ 0.1785 กก./ลบ.ม. ทำให้เบากว่าอากาศประมาณ 7 เท่า! สำหรับการเปรียบเทียบ: ความหนาแน่นของอาร์กอนคือ 1.635 กก./ลบ.ม. ของนีออน: 0.824 กก./ลบ.ม. ของคริปทอน: 3.430 กก./ลบ.ม. ของซีนอน: 5.396 กก./ลบ.ม. และของเรดอน: 9.078 กก./ลบ.ม. ความแตกต่างที่ระบุในความหนาแน่นค่อนข้างสูง ส่งผลให้มีการใช้ก๊าซมีตระกูลอย่างหลากหลาย

สีของก๊าซมีตระกูล – ก๊าซมีตระกูลเรืองแสงได้อย่างไร?

ในอินเทอร์เน็ตคุณมักจะพบคำถามเช่น: ก๊าซมีตระกูลเรืองแสงเป็นสีอะไร? สิ่งที่คุณต้องรู้คือก๊าซมีตระกูลไม่ปล่อยสีใด ๆ ออกมาด้วยตัวเอง พวกมันไม่มีสีใช่ไหม เงาของก๊าซปรากฏขึ้นเนื่องจากพัลส์ไฟฟ้า ต่อมาฮีเลียมสร้างแสงสีเหลืองสดใส นีออนเป็นสีส้ม และอาร์กอนเป็นสีน้ำเงิน เมื่อถูกไฟฟ้า คริปทอนจะกลายเป็นสีเขียว ในขณะที่ซีนอนจะกลายเป็นสีน้ำเงิน สีขาว หรือสีม่วง

ก๊าซมีตระกูลติดไฟได้และเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหรือไม่?

คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญประการหนึ่งของก๊าซมีตระกูลคือการไม่ติดไฟและขาดการนำไฟฟ้าของพลังงานไฟฟ้า สารระเหยจึงปลอดภัยอย่างสมบูรณ์แม้ในพืชที่มีความเสี่ยงสูงต่อการติดไฟและ/หรือไฟไหม้ เป็นตัวนำพลังงานความร้อนที่ดีเยี่ยม มันส่องแสงแต่ไม่ไหม้; ดังนั้นจึงใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลายในชีวิตประจำวันของเรา

การใช้ก๊าซมีตระกูล: อาร์กอน ฮีเลียม และนีออน

องค์ประกอบของฮีเลียม อาร์กอน และนีออนทำให้นักวิทยาศาสตร์และนักลงทุนหลงใหลตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 มนุษยชาติกำลังแสวงหาการใช้งานที่เป็นไปได้ของก๊าซมีตระกูลที่เราเพิ่งเริ่มใช้ประโยชน์ในวงกว้างในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น คุณเจอองค์ประกอบ He, Ar และ Ne ทุกวัน มีอยู่ในบทความต่าง ๆ ที่คุณใช้ – นี่คือการวิเคราะห์สั้น ๆ ว่าก๊าซมีตระกูลใช้สำหรับ:

ฮีเลียม

คุณอาจเชื่อมโยงมันกับลูกโป่งสำหรับเด็กที่ลอยอยู่ในอากาศระหว่างงานแสดงสินค้าในตำบลหรือในชนบท คุณมีสิทธิ์ทำเช่นนั้นอย่างแน่นอน เนื่องจากฮีเลียมขายเป็นแก๊สสำหรับเติมลูกโป่ง ทำให้ลูกโป่งหลากสีลอยขึ้นไปได้สูงมาก องค์ประกอบนี้ยังใช้:

• ในการผลิตสารผสมการหายใจสำหรับนักดำน้ำมืออาชีพ
• ในการผลิตก๊าซธรรมชาติ
• ในระบบทำความเย็น
• ในกระบวนการเชื่อมและ
• เพื่อจัดหาลิฟต์สำหรับเรือเหาะและเรือเหาะสำหรับผู้โดยสาร

ในฐานะที่เป็นก๊าซที่เบาที่สุด ฮีเลียมยังถูกใช้ในห้องปฏิบัติการเป็นตัวพาสำหรับสารต่างๆ องค์ประกอบนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อวินิจฉัยการรั่วไหลในการติดตั้ง แท็งก์ ฯลฯ

นีออน

เมื่อคุณได้ยิน: ‘นีออน’ คุณจะเห็นป้ายร้านสว่างไสวหรือป้ายโฆษณาสว่างไสวในดวงตาของคุณ ไม่น่าแปลกใจที่นีออนไม่ได้เป็นเพียงชื่อขององค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังเป็นหลอดไฟฟ้า (โฆษณาหรือไม้ประดับ) ที่ทำจากหลอดหลากสีสันซึ่งเป็นที่รู้จักตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 สิ่งที่คุณควรรู้เกี่ยวกับแอพพลิเคชั่นนีออน? ปัจจุบันใช้เป็นหลักในการผลิต:

• แสง (โคมไฟ, หลอดไฟ),
• โฟโตไดโอด,
• เลเซอร์และ
• ส่วนประกอบสำหรับทีวี

อาร์กอน

ก๊าซอาร์กอนถูกค้นพบเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ปัจจุบันมีการใช้ เช่น ในการผลิตหลอดไฟ หน้าต่างประหยัดพลังงาน และสารกึ่งตัวนำ ด้วยอาร์กอน สามารถสร้างบรรยากาศป้องกันในกระบวนการทางเทคโนโลยีต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์หรือการเชื่อม นอกจากนี้ยังประเมินค่าไม่ได้ในห้องปฏิบัติการและโครมาโตกราฟี มีประโยชน์ในกระบวนการแยกสารต่างๆ

ก๊าซมีตระกูล – การใช้ซีนอน คริปทอน และเรดอน

ธาตุที่ตามมาในกลุ่มฮีเลียม ได้แก่ ซีนอน คริปทอน และเรดอน ก๊าซมีตระกูลเหล่านั้นใช้ที่ไหน? การใช้องค์ประกอบ Xe, Kr และ Rn ในอุตสาหกรรมและยาเป็นสิ่งที่น่าประทับใจอย่างแท้จริง นี่คือภาพรวมโดยย่อของการใช้งานของก๊าซเหล่านั้น:

• ซีนอนใช้ในการผลิตหลอดไฟซีนอนรถยนต์ ไฟแฟลช สโตรโบสโคป ในการแพทย์เป็นยาชาและเป็นยาเสริมในการเอาชนะผลกระทบของภาวะอุณหภูมิต่ำ
• คริปทอนส่วนใหญ่จะใช้เพื่อเติมหลอดไฟสำหรับงานหนัก และมีประโยชน์ในการผลิตหลอดเรืองแสงและหน่วยแก้ว (ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวน)
• เรดอน: ก๊าซมีตระกูลนี้ส่วนใหญ่ใช้ในการฉายรังสี (การรักษามะเร็ง)

นักวิทยาศาสตร์และนักธุรกิจยังคงค้นหาคุณสมบัติใหม่ๆ และการประยุกต์ใช้ก๊าซมีตระกูล การวิจัยดำเนินการในก๊าซกลุ่มฮีเลียม ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าประเมินค่าไม่ได้สำหรับยาและการบิน อุตสาหกรรมยานยนต์ และแม้กระทั่งสำหรับการขนส่งระหว่างดาวเคราะห์! ก๊าซที่เบาและไม่ทำปฏิกิริยามีศักยภาพมหาศาล และไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่มีแนวโน้มมากที่สุดในอนาคต

ก๊าซมีตระกูล: ข้อเท็จจริงสนุก ๆ ข้อเท็จจริงและตำนาน

ในยุคของการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ ในฐานะมนุษย์ เราต้องการที่จะรู้ทุกอย่างเกี่ยวกับก๊าซมีตระกูล เพื่อที่เราจะได้ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของพวกมันได้อย่างเต็มที่ ก๊าซกลุ่มฮีเลียมที่ผู้คนรู้จักเพียงร้อยปียังคงเป็นองค์ประกอบที่ลึกลับที่สุด ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับก๊าซมีตระกูลคืออะไร? ข้อเท็จจริงและตำนานใดบ้างที่คุณควรรู้เกี่ยวกับก๊าซกลุ่มฮีเลียม ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:

เรดอนเป็นสารก่อมะเร็ง

ในกลุ่มฮีเลียม เรดอนเป็นก๊าซที่หนักที่สุดและมีกัมมันตภาพรังสี มีอยู่ตามธรรมชาติในแร่ธาตุ ดิน น้ำ และหินจากที่ที่ผ่านเข้าสู่บรรยากาศ ธาตุนี้สามารถสูดดมเข้าไปในปอดของมนุษย์ได้ง่าย เนื่องจากมีธาตุนี้อยู่เล็กน้อยในแทบทุกอาคาร ตามข้อมูลที่มีอยู่ในเว็บไซต์ของหน่วยงานตรวจสุขาภิบาลแห่งรัฐโปแลนด์ความเข้มข้นของเรดอนในอาคารที่อนุญาตคือ 300 Bq / m3 / ปี ความน่าจะเป็นที่จะเป็นมะเร็งปอดจะเติบโตที่ไหน? มันเติบโตในอาคารที่มีการระบายอากาศไม่ดี ท่อประปารั่ว หรือตั้งอยู่ในพื้นที่ที่ไม่เสถียรทางธรณีวิทยาหรือใกล้กับหินที่มียูเรเนียม

Oganesson ยังจัดอยู่ในกลุ่มฮีเลียม

Oganesson (Og) เป็นหนึ่งในองค์ประกอบล่าสุด มันถูกค้นพบเมื่อ 20 ปีที่แล้ว เรารู้อะไรเกี่ยวกับมันบ้าง? สารนี้ได้มาจากการสังเคราะห์และมีเลขอะตอม 118 อย่างเป็นทางการ ธาตุดังกล่าวถูกรวมไว้ในตารางธาตุในปี 2559 เท่านั้น แต่ยังไม่เป็นที่ทราบและศึกษาอย่างเต็มที่ ชุมชนวิทยาศาสตร์จัดประเภทชั่วคราวเป็นก๊าซมีตระกูลและธาตุ transuranic กล่าวคือ ธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีเลขอะตอมเกิน 92

ฮีเลียม – ก๊าซที่เปลี่ยนเสียงมนุษย์

เหตุใดฮีเลียมหลายครั้งจึงเปลี่ยนเสียงของคุณจนจำไม่ได้ ฮีเลียมทำให้เสียงออกจากสายเสียงเร็วขึ้น ในขณะที่คุณสูบฉีดก๊าซอันสูงส่งเข้าไปในปอดของคุณ คุณจะเริ่มพูดด้วยเสียงเล็กๆ ที่ชวนให้นึกถึงเสียงของทารกหรือตัวการ์ตูน แน่นอน เราควรจำไว้ว่าฮีเลียมอาจไม่เป็นอันตราย แต่ถ้าคุณสูดดมเข้าไปในปอดของคุณนานเกินไป คุณอาจได้รับภาวะขาดออกซิเจน