كيف يتم الحصول على الغازات النبيلة؟
Context:الغازات النبيلة (في التاريخ أيضًا الغازات الخاملة ؛ يشار إليها أحيانًا باسم المواد الهوائية) تشكل فئة من العناصر الكيميائية ذات الخصائص المماثلة ؛ في ظل الظروف القياسية ، جميعها غازات أحادية الذرة عديمة الرائحة وغير الملونة ذات تفاعل كيميائي منخفض جدًا. الغازات النبيلة الستة التي تحدث بشكل طبيعي هي الهيليوم (He) ، النيون (Ne) ، الأرجون (Ar) ، الكريبتون (Kr) ، الزينون (Xe) ، والرادون المشع (Rn). الأوجانيسون (Og) هو عنصر مصنوع بشكل صناعي شديد الإشعاع. على الرغم من أن IUPAC استخدمت مصطلح "الغاز النبيل" بالتبادل مع "المجموعة 18" وبالتالي تضمنت oganesson ، إلا أنها قد لا تكون نبيلة كيميائيا بشكل كبير ويتوقع أن تكسر الاتجاه وتكون تفاعلية بسبب التأثيرات النسبية. بسبب فترة نصف العمر القصيرة للغاية 0.7 ms من نظيرها الوحيد المعروف ، لم يتم بعد التحقيق في كيميائها. بالنسبة للفترات الستة الأولى من الجدول الدوري، الغازات النبيلة هي بالضبط أعضاء المجموعة 18. الغازات النبيلة عادة ما تكون غير فعالة إلا في ظل ظروف متطرفة معينة. سلبية الغازات النبيلة تجعلها مناسبة جدا في التطبيقات حيث لا تكون هناك ردود فعل مطلوبة. على سبيل المثال ، يستخدم الأرجون في المصابيح المتوهجة لمنع الأكسدة من خيوط التنغستن الساخنة ؛ أيضًا ، يستخدم الهيليوم في غاز التنفس من قبل غواصين في أعماق البحار لمنع سمية الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون. يمكن تفسير خصائص الغازات النبيلة بشكل جيد من خلال النظريات الحديثة للهيكل الذري: يعتبر الغلاف الخارجي من الإلكترونات القابلة للتكافؤ "ممتلئًا" ، مما يمنحها ميلًا ضئيلًا للمشاركة في التفاعلات الكيميائية ، ولم يكن من الممكن إعداد سوى بضع مئات من مركبات الغازات النبيلة. نقاط الذوبان والغليان للغاز النبيل معينة قريبة من بعضها البعض، تختلف أقل من 10 درجة مئوية (18 درجة فهرنهايت) ؛ أي أنها سوائل على نطاق درجة حرارة صغيرة فقط. يتم الحصول على النيون والارغون والكريبتون والزينون من الهواء في وحدة فصل الهواء باستخدام أساليب تسييل الغازات والتقطير الجزئي. يتم الحصول على الهيليوم من حقول الغاز الطبيعي التي تحتوي على تركيزات عالية من الهيليوم في الغاز الطبيعي ، باستخدام تقنيات فصل الغاز التبريد ، وعادةً ما يتم عزل الرادون من التحلل المشع من مركبات الراديوم أو الثوريوم أو اليورانيوم المذابة. الغازات النبيلة لديها العديد من التطبيقات الهامة في الصناعات مثل الإضاءة واللحام واستكشاف الفضاء. غالبًا ما يستخدم غاز تنفس الهيليوم والأكسجين من قبل الغواصين في أعماق مياه البحر على عمق 55 مترًا (180 قدمًا). بعد أن أصبحت المخاطر الناجمة عن قابلية الهيدروجين للاشتعال واضحة في كارثة هيندنبورغ، تم استبداله بالهيليوم في الطائرات والبالونات.
يتم الحصول على النيون والارغون والكريبتون والزينون من الهواء في وحدة فصل الهواء باستخدام أساليب تسييل الغازات والتقطير الجزئي. يتم الحصول على الهيليوم من حقول الغاز الطبيعي التي تحتوي على تركيزات عالية من الهيليوم في الغاز الطبيعي ، باستخدام تقنيات فصل الغاز التبريد ، وعادةً ما يتم عزل الرادون من التحلل المشع من مركبات الراديوم أو الثوريوم أو اليورانيوم المذابة.