سنگین ترین گاز نجیب کدام است؟

عناصر گوناگونی مانند هلیوم، نئون، آرگون، زنون، رادون و کریپتون، در میان گازهای نجیب قرار می‌گیرند. این گازها تمایلی برای انجام واکنش شیمیایی ندارند‌. به همین دلیل در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گازهای نجیب با نام گازهای بی‌اثر نیز شناخته می‌شوند. زیرا میزان واکنش پذیری آن‌ها بسیار پایین است. جرم مولی این گازها با یکدیگر متفاوت است. به همین دلیل برخی از آنها سنگین‌تر بوده و برخی دیگر سبک‌تر هستند. در ادامه قصد داریم سنگین‌ترین گاز نجیب را به شما معرفی کنیم. بنابراین پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

گاز نجیب چیست؟

گازهای نجیب که معمولاً با عنوان گازهای بی‌اثر نیز شناخته می‌شوند، در تمام جهان بسیار مشهور هستند و کاربردهای گوناگونی دارند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این گازها، واکنش پذیری پایین آن‌هاست. گازهای نجیب در فشار و دمای معمولی به صورت گاز هستند و در موارد بسیار نادر به مایع تبدیل می‌شوند. یکی از مهم‌ترین دلایل نامگذاری این گازها، خنثی بودن آن‌هاست. با توجه به اینکه گازهای نجیب تمایلی برای برقراری واکنش به محیط اطراف ندارند، گاز بی‌اثر نامیده می‌شوند.

این ترکیبات برای اولین بار در سال ۱۷۸۴ توسط یک شیمیدن انگلیسی کشف شدند. این شیمیدان متوجه شد در محیط اطراف انسان‌ها، گازهایی وجود دارند که واکنشی با نیتروژن برقرار نمی‌کنند. بعد از مدتی، در سال ۱۸۶۸ گاز هلیوم کشف شد.

در سال ۱۸۹۵، یک دانشمند دیگر متوجه شد که عناصر مختلفی در هوا وجود دارد و هر کدام از آن‌ها چگالی خاص خود را دارند. به همین دلیل تحقیقات برای کشف گازهای نجیب ادامه پیدا کرد و در نهایت، چندین گاز با ویژگی‌های منحصر به فرد شناسایی شدند.

معرفی سنگین ترین گاز نجیب

برخی منابع، زنون را به عنوان سنگین‌ترین گاز و برخی دیگر رادون را به عنوان یک گاز نجیب سنگین معرفی می‌کنند. به طور کلی، زنون و رادون هر دو سنگین هستند. گاز رادون وزن مولکولی و تراکم بالایی دارد. در هر سانتی‌متر مکعب از اتمسفر، تنها ۴.۴ گرم از این گاز وجود دارد.

با توجه به اینکه گازهای نجیب بی اثر هستند، تمایلی برای برقراری واکنش و تشکیل ترکیب‌های جدید ندارند. به همین دلیل ساده‌ترین روش برای پیدا کردن یک گاز نجیب سنگین، بررسی جدول تناوبی است. عنصری که بالاترین وزن اتمی را داشته باشد، سنگین‌تر خواهد بود.

سنگین‌ترین گاز در جدول تناوبی، رادون است که وزن مولکولی بیشتری نسبت به سایر گازهای نجیب دارد. همانطور که گفته شد، برخی محققان معتقد هستند زنون سنگین‌ترین گاز نجیب است.

زنون می‌تواند تحت شرایط خاصی پیوند شیمیایی Xe- Xe  تشکیل دهد. چگالی این مولکول مقدار مشخصی ندارد. اما پژوهشگران پیش بینی می‌کنند که سنگین‌تر از عنصر رادون تک اتمی باشد. با توجه به اینکه زنون دو ظرفیتی به صورت طبیعی در جو یا پوسته زمین وجود ندارد، بنابراین برای اهداف عملی و پژوهشی باید از رادون به عنوان سنگین‌ترین گاز نجیب استفاده کرد. برای بررسی دقیق‌تر زنون و انجام آزمایش‌های بیشتر، باید به سراغ سیاره‌های دیگر مثل مشتری بروید!

ویژگی های رادون و زنون به عنوان گازهای نجیب سنگین

رادون و زنون به عنوان سنگین‌ترین گاز نجیب، دارای ویژگی‌های خاصی هستند. در ادامه برخی از این ویژگی‌ها را برای شما بیان می‌کنیم.

·       غیر فعال

این گازهای نجیب غیر فعال هستند یا فعالیت بسیار کمی دارند. همانطور که گفته شد، زنون تحت شرایط خاصی می‌تواند پیوند شیمیایی برقرار کند ولی رادون تمایل بسیار کمی برای برهم‌کنش با محیط اطراف خود دارد.

در میان تمام عناصری که در جدول تنوعی وجود دارد، گازهای نجیب واکنش پذیری کمتری دارند. لایه ظرفیتی این گازها کاملاً پر است. به همین دلیل، تمایل زیادی برای جابجا کردن الکترون (مثل از دست دادن یا به دست آوردن الکترون) ندارند. اصولاً گازهای نجیب پایدارتر از سایر گازهای موجود در طبیعت هستند. از نظر شیمیایی، عدد اکسایش این ترکیبات صفر است.

·       انرژی یونیزاسیون بالا و الکترونگاتیویته پایین

از دیگر ویژگی‌های گازهای رادون و زنون، این است که انرژی یونیوزاسیون بالا و الکترونگاتیوی پایینی دارند. الکترونگاتیوی به معنی تمایل اتم‌ها برای جذب الکترون است. انرژی یونیزاسیون نیز به معنی مقدار انرژی لازم برای جدا کردن یک الکترون از یک اتم در حالت گازی می‌باشد. علاوه بر این، رادون و زنون نقطه جوش بسیار پایینی دارند و در دمای محیط به شکل گاز هستند.

·       بدون رنگ، بو و طعم

زنون و رادون گازهای بدون رنگ، بو و طعم هستند. فرقی نمی‌کند که این گازها را در چه شرایطی قرار دهید، در هر صورت بو یا طعم خاصی ندارند. همین مسئله باعث شده است، پژوهشگران برای شناسایی این گازها با مشکل مواجه شوند.

این مسئله در رابطه با سایر گازهای نجیب مثل هلیوم و کریپتون نیز صدق می‌کند. مطالعات نشان داده است رنگ برخی از گازهای نجیب بعد از ترکیب شدن با جامدات یا مایعات، تغییر پیدا می کند. بنابراین می‌توان از این روش برای تشخیص گازها استفاده کرد.‌ به عنوان مثال گاز نئون، می‌تواند رنگ نور لامپ‌های فلورسنت را به نارنجی یا زرد تغییر دهد.

·       غیرقابل اشتعال

رادون و زنون غیر قابل اشتعال هستند و قدرت بالایی برای هدایت انرژی الکتریکی و فلورسانس دارند. البته برای انجام این کار باید در فشار پایین قرار بگیرند.

کاربرد گازهای زنون و رادون

زنون و رادون کاربردهای گوناگونی دارند که در ادامه برخی از آن‌ها را برای شما بیان می‌کنیم.

·       کاربرد زنون

طبق تحقیقات انجام شده، زنون نسبت به دیگر عناصر خانواده نجیب تمایل بیشتری به شرکت در واکنش‌ها دارد و همین موضوع باعث پرکاربرد بودن این عنصر در صنایع مختلف شده است. گاز نجیب زنون، معمولاً برای پنل‌های نمایشگر پلاسما، توسعه تجهیزات و دستگاه‌های اشعه ایکس و لامپ و روشنایی کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از مهم‌ترین مزایای گاز زنون، این است که برای تولید نور به انرژی پایینی نیاز دارد. به همین دلیل، معمولاً در تجهیزات روشنایی و لامپ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

علاوه بر این، محققان متوجه شدند که زنون برای صفحه نمایش کامپیوتر و تلویزیون نیز کاملاً مناسب است. همچنین برای فعال سازی نوترون‌های رآکتور هسته‌ای، از زنون استفاده می‌شود.

·       کاربرد رادون

گاز رادون در رادیوتراپی و برای درمان آرتروز مورد استفاده قرار می‌گیرد. متاسفانه رادون علاوه بر داشتن کاربرد و مزایای متنوع، دارای معایبی نیز می‌باشد. به عنوان مثال یکی از مهم‌ترین دلایل بروز بیماری‌های خطرناک مثل سرطان است. دوز پایینی از این گاز، می‌تواند بر درمان آرتروز و سایر بیماری‌های مفصلی موثر باشد.

بررسی کلی

رادون و زنون با عنوان سنگین‌ترین گازهای نجیب شناخته می‌شوند. این گازها دارای خواص منحصر به فردی مثل عدم واکنش پذیری، بدون رنگ و بو انرژی یونیزاسیون بالا و الکترونگاتیوی پایین هستند. گازهای رادون و زنون، کاربردهای گوناگونی در زمینه درمان آرتروز، روشنایی لامپ و فعال‌سازی نوترون‌های رآکتورهای هسته‌ای دارند. در حال حاضر، تحقیقات گوناگونی روی این گازها و ویژگی‌های آن‌ها انجام شده است. پیش بینی می‌شود در آینده، کاربردهای جدیدی از این گازها کشف شود.