12.11.2021

कौन-सी गैसें अक्रिय कहलाती हैं। महान गैसें और उनके गुण


सभी अक्रिय गैसों में बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर का एक पूर्ण, स्थिर विन्यास होता है: हीलियम के लिए यह एक डबल है, अन्य गैसों के लिए यह एक ऑक्टेट है। उनमें से प्रत्येक आवर्त सारणी में संबंधित अवधि को पूरा करता है।

प्रकृति में अक्रिय गैसें

रेडियोधर्मी रेडॉन को छोड़कर सभी अक्रिय गैसें वायुमंडलीय वायु में पाई जा सकती हैं। हाइड्रोजन के बाद हीलियम सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है। सूर्य 10% इस महान गैस से बना है, जो पॉज़िट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो की रिहाई के साथ परमाणु संलयन प्रतिक्रिया द्वारा हाइड्रोजन से बनता है।

उत्कृष्ट गैसों के भौतिक गुण

अक्रिय गैसों को मोनोएटोमिक अणुओं द्वारा दर्शाया जाता है। सामान्य परिस्थितियों में, हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन और क्सीनन रंगहीन और गंधहीन गैसें हैं, जो पानी में खराब घुलनशील हैं। उनमें से जितने अधिक होंगे, क्वथनांक और गलनांक उतना ही अधिक होगा।

हीलियम में अद्वितीय गुण होते हैं: यह न्यूनतम तापमान पर भी, बिना क्रिस्टलीकरण के, पूर्ण शून्य तक तरल रहता है। केवल 25 वायुमंडल के दबाव में हीलियम को क्रिस्टलीकृत करना संभव है। इसके अलावा, इस गैस में सभी पदार्थों का क्वथनांक होता है।

उत्कृष्ट गैसों के रासायनिक गुण

लंबे समय से यह माना जाता था कि अक्रिय गैसें यौगिक बिल्कुल नहीं बनाती हैं। हालांकि, प्रयोगात्मक रूप से विशेष परिस्थितियों में, फ्लोराइड और ऑक्साइड प्राप्त किए गए थे, जिसके अस्तित्व की भविष्यवाणी सिद्धांतवादी लिनुस पॉलिंग ने की थी।

अक्रिय गैसों का उपयोग कैसे किया जाता है?

उनके उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के कारण, विज्ञान में अक्रिय गैसों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। तो, तरल हीलियम की मदद से, अति-निम्न तापमान प्राप्त किया जाता है, और 4: 1 के अनुपात में हीलियम और ऑक्सीजन का मिश्रण गोताखोरों द्वारा सांस लेने के लिए कृत्रिम वातावरण के रूप में उपयोग किया जाता है।

चूंकि हाइड्रोजन के बाद हीलियम सबसे हल्की गैस है, इसलिए इसमें अक्सर एयरशिप, प्रोब और गुब्बारे भरे जाते हैं। इसका उत्थापन हाइड्रोजन के उत्थापन के 93% के बराबर है।

नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन और क्सीनन का उपयोग प्रकाश इंजीनियरिंग में किया जाता है - गैस डिस्चार्ज ट्यूब का उत्पादन। जब नियॉन या आर्गन से भरी नलियों से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो गैस चमकने लगती है और इस विकिरण का रंग गैस के दबाव पर निर्भर करता है।

आर्गन, सबसे सस्ती गैसों के रूप में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान एक निष्क्रिय वातावरण बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है, जिसके उत्पाद ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते हैं।

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उत्कृष्ट गैस (निष्क्रियया दुर्लभ गैसें) समान गुणों वाले रासायनिक तत्वों का एक समूह है: सामान्य परिस्थितियों में, वे मोनोएटोमिक गैस होते हैं। ये रासायनिक तत्व हैं जो मेंडेलीव की आवर्त सारणी के 8 वें समूह के मुख्य उपसमूह का निर्माण करते हैं।

सामान्य परिस्थितियों में, ये रंग, स्वाद और गंध के बिना गैसें हैं, पानी में खराब घुलनशील हैं, सामान्य परिस्थितियों में बहुत कम रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ प्रज्वलित नहीं होती हैं। उनके गलनांक और क्वथनांक नियमित रूप से बढ़ते परमाणु क्रमांक के साथ बढ़ते हैं।

सभी उत्कृष्ट गैसों में केवल आर एनकोई स्थिर समस्थानिक नहीं हैं और केवल यह एक रेडियोधर्मी रासायनिक तत्व है।

दुर्लभ (निष्क्रिय) गैसें हैं:

  • हीलियम ( वह) (परमाणु संख्या 2),
  • नियॉन ( Ne) (10),
  • आर्गन ( एआर) (18),
  • क्रिप्टन ( कृ) (36),
  • क्सीनन ( ज़ी) (54)
  • रेडियोधर्मी रेडॉन ( आर एन) (86).

वी हाल ही मेंइस समूह में यूनुनोक्टियम भी शामिल है ( उउओ) (118).

सभी अक्रिय गैसें आवर्त सारणी में इसी अवधि को पूरा करती हैं और पूरी तरह से पूर्ण, स्थिर बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर रखती हैं।

अक्रिय गैसों का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है एनएस 2 एनपी 6 (हीलियम के लिए) 1s 2) और वे समूह VIIIA बनाते हैं। क्रम संख्या में वृद्धि के साथ, परमाणुओं की त्रिज्या और उनकी ध्रुवीकरण क्षमता में वृद्धि होती है, जिससे अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं में वृद्धि होती है, जिसमें वृद्धि होती है टी प्लतथा टी बाले, पानी और अन्य सॉल्वैंट्स में गैसों की घुलनशीलता में सुधार करने के लिए। अक्रिय गैसों के लिए, यौगिकों के ऐसे प्रसिद्ध समूह हैं: आणविक आयन, समावेशन यौगिक, वैलेंस यौगिक।

अक्रिय गैसें बाद की हैं, जबकि वे पहले 6 अवधियों पर कब्जा करती हैं और रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में 18 वें समूह से संबंधित हैं। फ्लेरोवियम - 14 वें समूह का एक तत्व महान गैसों के कुछ गुणों को दर्शाता है, इसलिए यह आवर्त सारणी में यूनोक्टियम को बदलने में सक्षम है। महान गैसें रासायनिक रूप से निष्क्रिय होती हैं और अत्यधिक परिस्थितियों में ही रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकती हैं।

अक्रिय गैसों के रंग और स्पेक्ट्रा।

महान गैसों के रंग और स्पेक्ट्रा। तालिका की पहली पंक्ति फ्लास्क में उत्कृष्ट गैसों को दिखाती है जिसके माध्यम से एक धारा प्रवाहित होती है, दूसरी में - ट्यूब में ही गैस, तीसरी में - ट्यूबों में, जो आवर्त सारणी में तत्व के पदनाम का प्रतिनिधित्व करती है।

हीलियम

नीयन

आर्गन

क्रीप्टोण

क्सीनन

प्रकृति में अक्रिय (दुर्लभ) गैसों की व्यापकता।

इस तथ्य के कारण कि अक्रिय गैसें रासायनिक रूप से निष्क्रिय होती हैं, लंबे समय तक उनका पता लगाना संभव नहीं था, और उनकी खोज 19 वीं शताब्दी के दूसरे भाग में ही हुई थी।

हीलियम- ब्रह्मांड में बहुतायत में दूसरा (हाइड्रोजन के बाद) तत्व है, पृथ्वी की पपड़ी में हीलियम की सामग्री केवल 1 · 10-6 द्रव्यमान है। %. हीलियम रेडियोधर्मी क्षय का एक उत्पाद है और रॉक गुहाओं और प्राकृतिक गैस में पाया जाता है।

सभी उत्कृष्ट गैसें वायु के अवयव हैं। हवा के 1 मीटर 3 में 9.3 आर्गन, 18 मिली नियॉन, 5 मिली हीलियम, 1 मिली क्रिप्टन और 0.09 मिली क्सीनन होती है। सूर्य लगभग 10% हीलियम है, जो परमाणु संलयन प्रतिक्रिया द्वारा हाइड्रोजन से बनता है:

(β + - पॉज़िट्रॉन, - एंटीन्यूट्रिनो)। सूर्य के विकिरण के स्पेक्ट्रम में, हीलियम की रेखाएँ, जो पहली बार 1868 में खोजी गई थीं, काफी तीव्र रूप से प्रकट होती हैं। हीलियम 1895 में पृथ्वी पर पाया गया था जब जारी गैसों के वर्णक्रमीय विश्लेषण के दौरान खनिज क्लीवेट को एसिड में भंग कर दिया गया था। यू 2 ओ 3... यूरेनियम, जो खनिज का हिस्सा है, समीकरण के अनुसार अनायास विघटित हो जाता है:

238 यू→ 234 वां + 4 वह.

वे हवा और कुछ चट्टानों के साथ-साथ कुछ विशाल ग्रहों के वातावरण में कम मात्रा में मौजूद हैं।

अक्रिय गैसों का औद्योगिक उपयोग उनकी कम प्रतिक्रियाशीलता या विशिष्ट भौतिक गुणों पर आधारित होता है।

VIIIA उपसमूह (अक्रिय गैसों) के तत्वों की कुछ विशेषताएं।

तत्त्व

त्रिज्या aवॉल्यूम, एनएम

हीलियम नहीं

नीयन एन

आर्गन आर

क्रीप्टोण प्रतिआर

3डी 10 4एस 2 4पी 6

क्सीनन हेह

[क्र] 4डी 10 5एस 2 5पी 6

रेडोन आर एन

[एक्सई] 4एफ 1 4 5डी 10 6एस 2 6पी 6

  1. अक्रिय गैसों की खोज का इतिहास …………………………………………………………… .2
  2. अक्रिय गैसों के भौतिक गुण …………………………………………………… .4
  3. अक्रिय गैसों की शारीरिक क्रिया ………………………………………………… ..4
  4. अक्रिय गैसों के रासायनिक गुण ………………………………………………………………… .4
  5. अक्रिय गैसों का उपयोग …………………………………………………………………………… ..7
  6. सन्दर्भ ……………………………………………………………………… 8

अक्रिय गैसों की खोज का इतिहास।

महान गैसों में हीलियम, नियॉन, आर्गन, क्रिप्टन, क्सीनन और रेडॉन शामिल हैं। उनके गुणों के संदर्भ में, वे किसी अन्य तत्व के समान नहीं हैं और आवर्त सारणी में विशिष्ट धातुओं और अधातुओं के बीच स्थित हैं। अक्रिय गैसों की खोज का इतिहास बहुत रुचि का है: सबसे पहले, लोमोनोसोव (आर्गन की खोज) द्वारा शुरू की गई रसायन विज्ञान की मात्रात्मक विधियों की विजय के रूप में, और दूसरी बात, सैद्धांतिक दूरदर्शिता की विजय के रूप में (अन्य अक्रिय गैसों की खोज) ), रसायन विज्ञान के सबसे बड़े सामान्यीकरण के आधार पर - मेंडेलीव का आवधिक नियम। भौतिक विज्ञानी रेले और रसायनज्ञ रामसे द्वारा पहली महान गैस - आर्गन की खोज - ऐसे समय में हुई जब आवर्त सारणी का निर्माण पूर्ण और केवल कुछ खाली लग रहा था कोशिकाएं उसमें रह गईं। 1785 की शुरुआत में, अंग्रेजी रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी जी। कैवेंडिश ने हवा में कुछ नई गैस की खोज की, जो असामान्य रूप से रासायनिक रूप से स्थिर थी। इस गैस में हवा के आयतन का लगभग एक सौ बीसवां हिस्सा था। लेकिन यह किस तरह की गैस है, कैवेंडिश पता नहीं लगा पा रहा था। इस अनुभव को 107 साल बाद याद किया गया, जब जॉन विलियम स्ट्रैट (लॉर्ड रेले) को उसी अशुद्धता का सामना करना पड़ा, यह देखते हुए कि हवा में नाइट्रोजन यौगिकों से निकलने वाले नाइट्रोजन से भारी था। विसंगति के लिए एक विश्वसनीय स्पष्टीकरण नहीं मिलने पर, रेले ने पत्रिका "नेचर" के माध्यम से, अपने साथी प्रकृतिवादियों को एक साथ सोचने और इसके कारणों को जानने के लिए काम करने के प्रस्ताव के साथ बदल दिया ... दो साल बाद, रेले और डब्ल्यू। रामसे ने स्थापित किया कि हवा के नाइट्रोजन में वास्तव में एक अज्ञात गैस का मिश्रण होता है, जो नाइट्रोजन से भारी होती है, और रासायनिक रूप से अत्यंत निष्क्रिय होती है। “गर्म तांबे की मदद से हवा को उसकी ऑक्सीजन से वंचित कर दिया गया और फिर एक ट्यूब में मैग्नीशियम के टुकड़ों के साथ गर्म किया गया। मैग्नीशियम द्वारा नाइट्रोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा लेने के बाद, अवशेषों का घनत्व निर्धारित किया गया था। घनत्व हाइड्रोजन के घनत्व से 15 गुना अधिक निकला, जबकि नाइट्रोजन का घनत्व इससे केवल 14 गुना अधिक है। यह घनत्व नाइट्रोजन के और अवशोषण के साथ 18 तक पहुंच गया। इससे यह साबित हुआ कि हवा में एक गैस है जिसका घनत्व नाइट्रोजन से अधिक है ... मुझे इस पदार्थ का 100 सेमी 3 प्राप्त हुआ और इसका घनत्व 19.9 के बराबर पाया गया। यह एक मोनोएटोमिक गैस निकला ”। जब उन्होंने अपनी खोज की सार्वजनिक घोषणा की, तो इसने आश्चर्यजनक प्रभाव डाला। यह कई लोगों के लिए अविश्वसनीय लग रहा था कि वैज्ञानिकों की कई पीढ़ियों ने, जिन्होंने हजारों वायु विश्लेषण किए थे, ने इसके घटक की अनदेखी की होगी, और यहां तक ​​​​कि इस तरह के ध्यान देने योग्य - लगभग एक प्रतिशत! वैसे, इस दिन और घंटे, 13 अगस्त, 1894 को, उस आर्गन को अपना नाम मिला, जिसका ग्रीक से अनुवाद में "निष्क्रिय" का अर्थ है। हीलियम की पहचान सबसे पहले 1868 में पी. जानसेन ने भारत में सूर्य ग्रहण का अध्ययन करते समय एक रासायनिक तत्व के रूप में की थी। सौर क्रोमोस्फीयर के वर्णक्रमीय विश्लेषण में, एक चमकदार पीली रेखा की खोज की गई थी, जिसे मूल रूप से सोडियम के स्पेक्ट्रम को सौंपा गया था, लेकिन 1871 में जे। लॉकयर और पी। जानसेन ने साबित कर दिया कि यह रेखा पृथ्वी पर ज्ञात किसी भी तत्व से संबंधित नहीं है। लॉकयर और ई. फ्रैंकलैंड ने ग्रीक से नए तत्व हीलियम का नाम दिया। "हेलिओस" जिसका अर्थ है सूर्य। उस समय, वे नहीं जानते थे कि हीलियम एक अक्रिय गैस है, और यह माना जाता था कि यह एक धातु है। और लगभग एक चौथाई सदी के बाद ही पृथ्वी पर हीलियम की खोज हुई थी। 1895 में, आर्गन की खोज के कुछ महीनों बाद, डब्ल्यू। रामसे और लगभग एक साथ स्वीडिश रसायनज्ञ पी। क्लेव और एन। लेंगल ने स्थापित किया कि खनिज क्लीवेट को गर्म करने पर हीलियम निकलता है। एक साल बाद, जी. कीज़र ने वातावरण में हीलियम के मिश्रण की खोज की, और 1906 में हीलियम कैनसस तेल के कुओं की प्राकृतिक गैस में पाया गया। उसी वर्ष, ई. रदरफोर्ड और टी. रॉयड्स ने स्थापित किया कि? - रेडियोधर्मी तत्वों द्वारा उत्सर्जित कण हीलियम नाभिक हैं। इस खोज के बाद, रामसे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि रासायनिक तत्वों का एक पूरा समूह है जो आवर्त सारणी में क्षार धातुओं और हैलोजन के बीच स्थित हैं। इस खोज के बाद, रामसे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि रासायनिक तत्वों का एक पूरा समूह है जो आवर्त सारणी में क्षार धातुओं और हैलोजन के बीच स्थित हैं। आवधिक नियम और मेंडेलीफ की विधि का उपयोग करके, अज्ञात महान गैसों की मात्रा और उनके गुण, विशेष रूप से उनके परमाणु द्रव्यमान, निर्धारित किए गए थे। इससे महान गैसों के लिए लक्षित खोज करना संभव हो गया। शुरुआत में, रामसे और उनके सहयोगियों ने खनिजों, प्राकृतिक जल, यहां तक ​​कि उल्कापिंडों पर भी ध्यान केंद्रित किया। परीक्षण के परिणाम हमेशा नकारात्मक थे। इस बीच, अब हम जानते हैं - उनमें नई गैस थी। लेकिन पिछली शताब्दी के अंत में मौजूद तरीकों से, इन "माइक्रो-ट्रैक्स" पर कब्जा नहीं किया गया था। फिर शोधकर्ताओं ने हवा की ओर रुख किया। केवल चार बाद के वर्षों में, चार नए तत्वों की खोज की गई, जिसमें नियॉन, क्रिप्टन और क्सीनन को हवा से अलग किया गया। हवा, जो पहले कार्बन डाइऑक्साइड और नमी से साफ थी, द्रवीभूत हुई और फिर धीरे-धीरे वाष्पित होने लगी। हल्की गैसें पहले "उड़" जाती हैं। हवा के थोक के वाष्पीकरण के बाद, शेष भारी अक्रिय गैसों को छाँटा जाता है। फिर, परिणामी अंशों की जांच की गई। खोज विधियों में से एक वर्णक्रमीय विश्लेषण था: गैस को एक डिस्चार्ज ट्यूब में रखा गया था, एक करंट जुड़ा हुआ था, और "कौन है जो" स्पेक्ट्रम की रेखाओं से निर्धारित किया गया था। जब पहली, सबसे हल्की और सबसे कम उबलने वाली हवा का अंश डिस्चार्ज ट्यूब में रखा गया था, तो स्पेक्ट्रम में नाइट्रोजन, हीलियम और आर्गन की प्रसिद्ध लाइनों के साथ नई लाइनें मिलीं, जिनमें से लाल और नारंगी विशेष रूप से उज्ज्वल थीं। उन्होंने ट्यूब में प्रकाश को एक उग्र रंग दिया। जिस समय रामसे अभी-अभी प्राप्त हुई गैस के स्पेक्ट्रम को देख रहा था, उसका बारह वर्षीय बेटा प्रयोगशाला में प्रवेश कर गया, जो अपने पिता के काम का "प्रशंसक" बनने में कामयाब रहा। असामान्य चमक देखकर, वह चिल्लाया: "नया वाला!" इस तरह से गैस का नाम "नियॉन" उत्पन्न हुआ, प्राचीन ग्रीक में इसका अर्थ "नया" होता है। हीलियम, नियॉन और आर्गन की खोज के बाद, आवर्त सारणी के पहले तीन अवधियों को पूरा करने के बाद, अब यह संदेह नहीं था कि चौथी, पांचवीं और छठी अवधि भी एक अक्रिय गैस के साथ समाप्त होनी चाहिए। लेकिन उन्हें खोजने में कुछ समय लगा। यह आश्चर्य की बात नहीं है: 1 एम 3 हवा में 9.3 लीटर आर्गन और केवल 0.08 मिलीलीटर क्सीनन होता है। लेकिन उस समय तक, वैज्ञानिकों के प्रयासों के लिए धन्यवाद, मुख्य रूप से अंग्रेज ट्रैवर्स, महत्वपूर्ण मात्रा में तरल हवा प्राप्त करना संभव हो गया। तरल हाइड्रोजन भी उपलब्ध हो गया है। इसके लिए धन्यवाद, रामसे, ट्रैवर्स के साथ, हीलियम, हाइड्रोजन, नियॉन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और आर्गन के आसवन के बाद प्राप्त हवा के सबसे कठिन अस्थिर अंश का अध्ययन करने में सक्षम थे। शेष में क्रूड (अर्थात अपरिष्कृत) क्रिप्टन ("छिपा हुआ") था। हालांकि, इसे बाहर पंप करने के बाद, बर्तन में हमेशा एक गैस का बुलबुला बना रहता है। यह गैस एक विद्युत निर्वहन में नीले रंग से चमकती थी और नारंगी से लेकर बैंगनी तक की रेखाओं के साथ एक अजीबोगरीब स्पेक्ट्रम देती थी। विशेषता वर्णक्रमीय रेखाएं तत्व की पहचान हैं। रामसे और ट्रैवर्स के पास यह मानने का हर कारण था कि एक नई अक्रिय गैस की खोज की गई थी। उसे क्सीनन कहा जाता था, जिसका ग्रीक में अर्थ है "विदेशी": हवा के क्रिप्टन अंश में, वह वास्तव में एक बाहरी व्यक्ति की तरह दिखता था। एक नए तत्व की तलाश में और इसके गुणों का अध्ययन करने के लिए, रामसे और ट्रैवर्स ने लगभग सौ टन तरल हवा का प्रसंस्करण किया; क्सीनन व्यक्तित्व नए के रूप में रासायनिक तत्वउन्होंने इस गैस के केवल 0.2 सेमी3 का उपयोग करके स्थापित किया। उस समय के प्रयोग की एक असामान्य सूक्ष्मता! यद्यपि वातावरण में क्सीनन की सामग्री बहुत कम है, यह हवा है जो व्यावहारिक रूप से क्सीनन का एकमात्र और अटूट स्रोत है। अटूट - क्योंकि लगभग सभी क्सीनन वायुमंडल में वापस आ जाते हैं। अक्रिय गैसों के उच्चतम प्रतिनिधि की खोज का गुण उसी रामसे का है। बहुत सूक्ष्म तकनीकी विधियों की मदद से, उन्होंने साबित कर दिया कि रेडियम से रेडियोधर्मी बहिर्वाह - रेडियम का उत्सर्जन - एक गैस है जो सामान्य गैसों के सभी नियमों का पालन करती है, रासायनिक रूप से निष्क्रिय है और इसमें एक विशिष्ट स्पेक्ट्रम है। इसका आणविक भार - लगभग 220 - रामसे की प्रसार दर द्वारा मापा गया था। यदि हम मान लें कि रेडियम के उत्सर्जन परमाणु का नाभिक हीलियम परमाणु के नाभिक के बाहर निकलने के बाद रेडियम के नाभिक का शेष भाग है - a? -इससे कण, तो इसका आवेश 88-2 = 86 के बराबर होना चाहिए, यानी वजन 226-4 = 222। इस प्रकार, 16 मार्च, 1900 को शानदार प्रयोगों के बाद, मेंडेलीव और रामसे लंदन में मिले, जिस पर आवर्त सारणी में रासायनिक तत्वों के एक नए समूह को शामिल करने का आधिकारिक रूप से निर्णय लिया गया।


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