لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة ؟ - التعليم

لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة ؟ فجميع العناصر الطبيعية التي اكتشفها الإنسان بالطبيعة الأم، تمتلك العديد من الخصائص الفيزيائية والكيمائية التي تجعل منها مناسبة لغرض ما دون الأخر، وهذا ينطبق على المادة بجميع حالاتها، وكذبك الأمر بالنسبة للغازات، ومن بينها الغازات النبيلة، التي تستخدم بشكل شائع في الإضاءة، وفي مقالنا اليوم عبر موقع المرجع سوف نجيب على هذا السؤال المطروح، ونتعرف أكثر على ما هي الغازات النبيلة واستخداماتها وخصائصها وكل ما يخص هذا الموضوع.

ما هي الغازات النبيلة

الغازات التبيلة، هو مصطلح يطلق على أي من العناصر الكيميائية السبعة التي تتكون منها المجموعة 18، ولقد تم تصنيف الغازات البيلة تقليديًا، على المجموعة 0 في الجدول الدوري، وذلك لأنه، وعلى فترة عقود بعد اكتشافهم، كان يُعتقد أنهم لا يستطيعون الارتباط بذرات أخرى، أي أن ذراتهم لا يمكن أن تتحد مع ذرات العناصر الأخرى لتكوين مركبات كيميائية، وقد أدت هياكلها الإلكترونية واكتشاف أن بعضها بالفعل تشكل مركبات إلى التصنيف الأكثر ملاءمة ، المجموعة 18، والجدير بالذكر، أن جميع الغازات النبيلة موجودة في الغلاف الجوي للأرض، وباستثناء الهيليوم والرادون، فإن مصدرها التجاري الرئيسي هو الهواء، وتنخفض وفرة الغازات النبيلة مع انخفاض زيادة الأعداد الذرية فيها.[1]

شاهد أيضًا: تسمى المجموعة 17 في الجدول الدوري

لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة ؟

الغازات النبيلة تستخدم على نطاق واسع من حولنا، فهي ذات خواص كيميائية تسمح لنا باستخدامها في الإضاءة بشكل خاص، وذلك من أن تم اكتشافها في مطلع القرن العشرين، وأهم هذه الخصائص التي منحتها هذه الميزة هو:[1]

• أنها مستقرة بشكل فريد، ولا تشارك في أي تفاعلات كيميائية، كما أنها قابلة للتوهج ويمكن تلوينها.

فمن خلال فهم استقرار الغازات النبيلة، اكتشف العلماء الفيزيائيون مفتاح الترابط الكيميائي نفسه، حيث يمكن أن تعطينا تفاعلية عنصر ما، أدلة مهمة حول التكوين الإلكتروني لتلك المادة، فإذا كان عنصر ما غير نشط للغاية، فهذا يشير إلى أن تكوين الإلكترون، يكون من غير المرجح إمكانية إضافة أو إزالة الإلكترونات فيه، لذا يجب أن يكون هناك تكوين إلكتروني ثابت يقاوم المزيد من التفاعل.

خصائص الغازات النبيلة

يمكن تفسير خصائص الغازات النبيلة جيدًا بالنظريات الحديثة للتركيب الذري، ومن أهم هذه الخصائص:[1]

• يعتبر الغلاف الخارجي لإلكترونات التكافؤ ممتلئًا، مما يمنحها ميلًا ضئيلًا للمشاركة في التفاعلات الكيميائية.
• الغاز النبيل، هو غاز أحادي الذرة مستقر في الظروف المحيطة.
• التكوين الإلكتروني للغازات النبيلة يكون بمستويين طاقة كاملين.
• الغازات النبيلة لها قوى بين الذرية ضعيفة وبالتالي لها نقاط انصهار وغليان منخفضة للغاية. 

استخدامات الغازات النبيلة

تُستخدم الغازات النبيلة لتكوين أجواء خاملة، مثل اللحام القوسي وحماية العينات ولردع التفاعلات الكيميائية، كما تستخدم هذه العناصر في المصابيح، مثل مصابيح النيون والمصابيح الأمامية الكريبتون وفي الليزر، ويستخدم الهيليوم في البالونات وخزانات هواء الغوص في أعماق البحار ولتبريد المغناطيسات فائقة التوصيل، ومن حيث أكثر الغازات بينها استخداماً في الإضاءة، هو غاز النيون، حيث يتم استخدامه على نطاق واسع في اللوحات الإعلانية على الطرقات، وبألوان مختلفة.[2]

مصادر الغازات النبيلة

يعد المصدر الرئيسي والأهم للغازات النبيلة هو الغلاف الجوي، فقد تم العثور على النيون والأرجون والكريبتون والزينون في الهواء، كمل يتم الحصول عليها عن طريق تسييلها وإجراء التقطير التجزيئي، والمصدر الرئيسي للهيليوم هو من الفصل المبرد للغاز الطبيعي، بينما ينتج الرادون، وهو غاز نبيل مشع، من الانحلال الإشعاعي للعناصر الثقيلة، بما في ذلك الراديوم والثوريوم واليورانيوم، أما العنصر 118، فهو عنصر مشع من صنع الإنسان، وينتج عن ضرب هدف بجسيمات متسارعة، والجدير بالذكر، ما أشار إليه العلماء، أنه في المستقبل يمكن العثور على مصادر للغازات النبيلة خارج كوكب الأرض،  فالهليوم على وجه الخصوص، هو أكثر وفرة على الكواكب الأكبر مما هو عليه على الأرض.[2]

شاهد أيضًا: تقل ذائبية الغازات بارتفاع درجة الحرارة

لماذا تُسمّى الغازات النبيلة بهذا الاسم

لقد ذكرنا سابقاَ، أنه تم تصنيف هذه الغازات في البداية على المجموعة 0، وذلك لأنهم لا يستطيعون الارتباط بذرات أخرى، وعندما تم اكتشاف أعضاء المجموعة والتعرف عليهم، كان يُعتقد أنهم نادرون للغاية وخاملون كيميائيًا، لذلم تم تسميتهم من قبل العلماء، بالغازات النادرة والخاملة، ولكن العديد من هذه العناصر متوفرة بكثرة على الأرض، إضافة إلى وجودهم في كواكب في نظامنا الشمسي، لذا فإن تسميتهم بالنادرة غير صحيح، كما أن استخدام المصطلح خامل له عيب أنه يشير ضمنيًا إلى السلبية الكيميائية، مما يشير إلى أنه لا يمكن تكوين مركبات المجموعة 18، ولذلك تم تسميتهم بالغازات النبيلة الذي أطلق منذ ادفترة طويلة على على المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين للخضوع لتفاعل كيميائي، وهذا ينطبق بنفس المعنى على مجموعة الغازات المشمولة هنا.[2]

وبهذا القدر نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة ؟ والذي أجبنا من خلاله على هذا السؤال المطروح وتعرفنا أكثر على ما هي الغازات النبيلة وسبب تسميتها بهذا الاسم، وما هي مصادرها واستخداماتها وخصائصها وما سبب استخدامها بالإضاءة بشكل خاص.