גזים אינרטיים, הנקראים גם גזים אצילים,תופסים את תת-הקבוצה העיקרית של הקבוצה השמינית של המערכת המחזורית. יש רק שישה מהם: הליום (He), ניאון (Ne), ארגון (Ar), קסנון (Xe) ורדון (Rn). כדי להבין את הטבע, תחילה שקול את מושג האינרציה. אינרטיות היא חולשה או חוסר יכולת להגיב עם יסודות כימיים אחרים. כמעט בלתי אפשרי לגרום לתגובה כימית ליצירת קשרים חדשים בחומרים כאלה.
בהתאם לכך, גז אינרטי הוא נדירגז מונוטומי אצילי בעל אינרציה גבוהה, הנובע מהרמה החיצונית היציבה מבחינה אנרגטית של מעטפת האלקטרונים של האטום. לדוגמה, להליום יש שני אלקטרונים בקליפה הזו, בעוד שבגזים אצילים אחרים יש שמונה כל אחד. זה מסביר את התכונות הפיזיקליות והכימיות שלהם. כל הגזים האינרטיים בתנאים רגילים הם חסרי צבע, חסרי ריח ומסיסים בצורה גרועה במים. נקודות הרתיחה וההיתוך שלהם עולות בהתאם לגידול בגודל האטומים.
עד 1962, מדענים היו בטוחים שהכלגזים אצילים אינרטיים לחלוטין. אבל הכימאי הקנדי N. Bartlett הצליח להוכיח את ההיפך, לאחר שהשיג את התרכובת הכימית הראשונה של קסנון, מה שנקרא קסנון hexafluoroplatinate. תרכובת זו היא מוצק כתום עם סריג קריסטל. בעתיד הורחב משמעותית מספר החיבורים.
שכיחות וחינוך בטבע
הגזים האצילים ביותר ביקום הםהליום נפוץ, ובתנאים יבשתיים - ארגון (בנפח הוא תופס 0.934%). בכמויות קטנות מאוד, גזים אינרטיים נמצאים בסלעים ובגזים של חומרים דליקים טבעיים, ובצורה מומסת ניתן למצוא אותם בנפט ובמים.
בתנאים טבעיים, גזים אצילים יכוליםנוצר כתוצאה מתגובות גרעיניות שונות. לדוגמה, תכשירי אורניום רדיואקטיביים משמשים מקור לראדון. חלק מהיסודות הכימיים הללו הם ממקור קוסמוגני.
לכל הגזים האינרטיים, מלבד רודון, יש מספר איזוטופים.
הרזרבות של הגזים הללו לא יורדות. רק הליום מתפזר בהדרגה, לאט מאוד, בחלל הבין-כוכבי.
יישום
גזים אינרטיים נמצאים בשימוש נרחב בתחום שלהנדסת חשמל. ארגון, בשל חוסר פעילותו ומוליכות תרמית נמוכה, משמש בתערובת עם חנקן למילוי מנורות חשמליות. צינורות מילוי ארגון וניאון לפרסומות מוארות, בעוד שהם זוהרים בכחול, וצינורות ניאון זוהרים בצבע כתום-אדום.
ארגון משמש גם במעבדה כימיתתרגול. בתעשייה, הוא מצא את היישום שלו לטיפול בחום של מתכות מחומצנות בקלות. ארגון יוצר אווירת הגנה בה ניתן לרתך או לחתוך מתכות נדירות ולא ברזליות, להמיס טונגסטן, טיטניום, זירקוניום. איזוטופ רדיואקטיבי של ארגון משמש לשליטה במערכות אוורור.
לקריפטון ולקסנון יש אפילו פחות מוליכות תרמית מארגון, ולכן מנורות חשמליות הממולאות בהן עמידות וחסכוניות יותר מאלה הממולאות בחנקן או בארגון.
צוללנים נושמים תערובת של הליום וחמצןמאפשר לך להאריך משמעותית את זמן השהות שלהם מתחת למים ומחליש באופן דרמטי את התופעות הכואבות הנגרמות משינויים בלחץ בעת העלייה לפני השטח.
הליום נוזלי משמש כחומר קירור במחקרים שונים, שכן נקודת הרתיחה של גז זה היא -268.9 מעלות צלזיוס.
המאפיין של אינרטיות מלאה של הליום משמש עבורריתוך באטמוספירה שלו, לייצור מתכות טהורות במיוחד, כרומטוגרפיה. והחדירות הגבוהה שלו אפשרה ליצור גלאי דליפות במכשירי לחץ נמוך וגבוה.
