ابحث عن أي موضوع يهمك
لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة ؟ ، فالغازات النبيلة هي أحد أنواع الغازات الطبيعية الموجودة في البيئة من حولنا، وهي من الغازات ذات الخصائص الكيميائية التي تسمح لنا باستخدامها والاستفادة منها في مجالات عديدة من بينها الإضاءة، فقد كانت البداية الأولى لاكتشاف الغازات النبيلة في بدايات القرن العشرين، ومن أهم خصائص الغازات النبيلة التي جعلت استخدامها في الإضاءة ممكناً:
لذا من خلال فهم خصائص الغازات النبيلة اكتشف علماء الفيزياء مفتاح الترابط الكيميائي ذاته، حيثُ أن تفاعلية عنصر ما هي أداة مهمة للتكوين الإلكتروني الخاص به، فالمادة يُمكنها أن تكون ذات تكوين إلكتروني مُستقر يقاوم حدوث المزيد من التفاعل.
الغازات النبيلة أو ما يُعرف بغازات التوابل، هو مصطلح يُشير إلى أحد العناصر الكيميائية السبعة المكونة للمجموعة الثامنة عشر في الجدول الدوري، وتُعد العناصر الأكثر استقراراً من بين جميع العناصر الكيميائية، وتتميز الغازات النبيلة بكونها عديمة اللون والرائحة والطعم كما أنها غير قابلة للاشتعال، ليتم تصنيفها تقليدياً في المجموعة صفر بالجدول الدوري، ولأنه على مدار عقود اكتشافها اعتقد العلماء أنه لا يُمكنها الترابط مع أي من الذرات الأخرى، أي أن ذراتها لا يُمكنها الاتحاد مع ذرات العناصر الأخرى لتكوين مركبات كيميائية.
وحتى عندما اكتشف العلماء عناصر المجموعة الثامنة عشر في الجدول الدوري وتعرفوا عليهم بوضوح كان يُعتقد أنهم شديدي الندرة، كذلك كان يعتقد أنها خاملون كيميائياً لذا فقد أُطلق عليهم الغازات الخاملة أو النادرة، ولكن حالياً فإنه من المعروف أن العديد من العناصر الغازية النبيلة متواجد بكثرة على سطح الكرة الأرضية وكذلك الكون من حولنا، لذا فإن تسميتهم مضللة وغير صائبة، كما أن استخدام مصطلح خامل هو أمر ذو عيب كيميائي بالغ وذلك لنه يُشير غلى السبية الكيميائية، لذا في نهاية الأمر فقد تم تسمية هذه الغازات بالغازات النبيلة، والتي تضم في داخلها عناصر المجموعة الثامنة عشر تضم كلا من: الهيليوم ـ الأرجون ـ النيون ـ الكريبتون ـ الرادون ـ الكريبتون ـ الأوغانيسون.
تُعد الغازات النبيلة عناصر غير متفاعلة نسبياً وفي الحقيقة فإنها العناصر الأقل قدرة على التفاعل في الجدول الدوري، وهو الأمر يعود إلى امتلاك الغازات النبيلة لغلاف تكافؤ كامل، كما أن لديها ميّل ضعيف لاكتساب أو فقدان الإلكترونات، وفي خلال عام 1989م قام العالم هوغو إدمان بصياغة عبارة أن الغازات النبيلة تقوم بعكس التفاعل المنخفض لهذه العناصر، بحيثُ تكون الطريقة ذاتها التي تتكون بها المعادن النبيلة الأقل تفاعلاً عن غيرها من المعادن، كما تتضمن الغازات النبيل العديد من الخصائص التي منحتها أهميتها، ومن أبرز هذه الخصائص:
تستخدم الغازات النبيلة في العديد من الأغراض الصناعية التي تقوم على إنشاء أجواء خاملة مثل اللحام بالقوس، حماية العينات، ردع التفاعلات الكيميائية، كما تُستخدم هذه الغازات في صناعة المصابيح مثل مصابيح النيون، كشافات الكريبتون، مصابيح الليزر.
يتواجد غاز الهيليوم في عبوات تستخدم لملئ البالونات والغوص في أعماق البحار، توجد خزانات هواء مخصصة لتبريد، تُستخدم بعض الغازات النبيلة في الإضاءة ومن بينها غاز النيون، والذي يتم استخدامه أيضاً على نطاق واسع في اللوحات الإعلانية ذات الأضواء والألوان المختلفة في الشوارع.
يُعد الغلاف الجوي لكوكب الأرض هو أهم مصادر الغازات النبيلة على سطح الكرة الأرضية، حيثُ يوجد به غازات النيوب، الأرجون، الكريبتون، الزينون، والذين يتواجدون في الهواء ويتم الحصول عليهم من خلال عمليات التقطير الجزئي والتميّع، ويُعد المصدر الرئيسي لغاز الهيليوم هو الفصّل المبرد للغاز الطبيعي.
أوضحنا في الفقرات السابقة أنه فقد تم تصنيف الغازات النبيلة عن طريق الخطأ على أنها المجموعة صفر في الجدول الدوري وذلك لعدم قدرتها على الارتباط بأي من ذرات العناصر الأخرى، إلا أنه قد تم إعادة تصنيفها في المجموعة الثامنة عشر وذلك لقابليتها للتفاعل، كما كان يُعتقد سابقاً أنها عناصر شديدة الندرة وخاملة كيميائياً إلا أن الدراسات أثبتت توافرها بكثرة على سطح الأرض كما أنها متواجدة في الكواكب بالمجموعة الشمسية.
لذا فإنه من الخطأ إطلاق لفظ النادرة عليها، كما أنه من عيوب مصطلح الخامل إشارته إلى خاصية السلبية الكيميائية، مما يُشير إلى أنه لا يُمكنها تكوين المجموعة صفر ولكنها في الترتيب الثامن عشر في الجدول الدوري، ونهايةً فقد تمت تسميتها بالغازات النبيلة وتم إضافتها مُنذ فترة طويلة إلى المعادن النفيسة مثل الذهب والبلاتين.
هناك العديد من الغازات التي تملأ الفراغ الموجود المصابيح الكهربائية، والتي من الممكن أن تختلف وفقاً لنوع المصباح الكهربائي، حيثُ يساعد وجود الغاز داخل المصابح على إطالة فترة صلاحيته للعمل وذلك من خلال إبطاء عملية تبخّر سلك التنجستين، وهناك أنواع محددة من الغازات التي يُمكن إيجادها داخل المصابيح الكهربائية، والتي من بينها:
