Благородные (или инертные) газы – группа химических элементов, обладающих схожими свойствами. Что они из себя представляют и в чем заключается их особенность, мы расскажем вам в этом материале.
К категории благородных газов относятся такие элементы таблицы Менделеева, как гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радиоактивный радон. Все эти вещества с большим трудом вступают в химические реакции, за что они и получили свое второе название – инертные. Объясняется это обстоятельство тем, что внешние атомные оболочки каждого из названных газов (кроме гелия) "укомплектованы" восемью электронами, создающими своего рода энергетическую стабильность.
В природе выше всего содержание благородных газов в воздухе, но они присутствуют в небольшом количестве также в горных породах ископаемых, воде, природных летучих соединениях и нефти. Встречаются они также и за пределами нашей планеты. Так, гелия, например, очень много в космическом пространстве, Солнце и вовсе состоит из него почти на 10%. Названные вещества, согласно исследовательским данным, содержатся также в атмосферах крупных планет нашей Солнечной системы.
Инертные газы, за исключением гелия и радона, добываются путем сжижения воздуха и его последующего фракционного разделения. Гелий же является сопутствующим продуктом, получаемым при добыче природного газа. Чтобы получить радон, специалисты используют соли радия-226, через которые продувается воздух. Полученное летучее соединение впоследствии тщательно фильтруется, очищается от химически активных веществ и конденсируется жидким азотом.
Инертные газы не обладают каким-либо цветом, вкусом или запахом, их невозможно почувствовать, а потому радон, например, являющийся радиоактивным веществом, представляет особую опасность. В некотором количестве благородные газы всегда присутствуют в атмосфере, но весьма плохо растворяются в воде. Они не горят и не могут поддержать горения.
Эти элементы периодической таблицы Менделеева очень хорошо проводят ток и при этом светятся, но обладают высокими теплоизоляционными свойствами. В реакции с металлами, кислородом, щелочами, кислотами и различными веществами вступают плохо, однако чем больше их атомная масса, тем интенсивнее и химическая активность.
Такие благородные газы, как гелий и неон вступают в реакции с другими веществами исключительно при искусственно созданных и очень сложных для воплощения условиях. Куда охотнее реагируют на другие соединения ксенон, криптон и радон, поэтому к настоящему времени химикам удалось получить множество соединений с их участием.
Инертные газы не являются ядовитыми, однако все они обладают способностью вытеснять кислород из воздушных масс, а потому могут понизить его концентрацию в помещении до смертельно низкого для человека уровня. Кроме того, смеси, в состав которых входят тяжелые благородные газы и кислород, воздействуют на человека подобно наркотикам, а потому при работе с ними строго обязательно использовать все необходимые средства защиты и постоянно отслеживать состав воздуха в помещении.
Радон же, как мы уже упоминали, является радиоактивным газом, который образуется в процессе природного распада урана; обнаруживается во всех разновидностях горных пород, а также почве. Присутствовать радон может и в воде. Тем не менее после попадания газа в атмосферу его концентрация быстро падает до очень низкого уровня, поэтому, как правило, он не представляет опасности.
Благородные газы весьма широко применяются в таких отраслях человеческой деятельности, как металлургия, строительство, авто – и машиностроение, коммунальной сфере и т. д. Нерадиоактивные инертные газы также используются для наполнения цветных газозарядных трубок, с помощью которых производятся уличные вывески, реклама, лампы для загара, а также лампы дневного света.
Жидкий гелий применяется для научных исследований, которые могут производиться лишь при сверхнизких температурах, так как он является самой холодной жидкостью на планете. С его помощью в электромагнитах создается эффект сверхпроводимости, необходимый для аппаратов магнитно-резонансной томографии, ядерных ускорителей и т. д. В газообразном же состоянии это вещество, не вызывающее наркотических отравлений, применяется также при создании дыхательных смесей для аквалангов, заполнении дирижаблей, зондов и воздушных шаров. В некоторых случаях смеси гелия и кислорода могут применяться в медицине для терапии болезней дыхательной системы.
Неон используется для создания радиоламп, а в смеси с гелием преобразуется в рабочую среду газовых лазеров. В жидком состоянии его используют для охлаждения различных субстанций. Аргон – газ, имеющий широкую область применения из-за своей низкой цены. Его используют при создании инертной атмосферы, необходимой для проведения соответствующих манипуляций с цветными и щелочными металлами, кроме того, им наполняют люминесцентные и электрические лампы.
Криптон, как и аргон, обладает крайне низкой теплопроводностью, поэтому используется для заполнения стеклопакетов, а также специальных ламп, использующихся в лазерах. Ксеноном также наполняют лампы, но уже для проекторов и прожекторов. Этот же газ успешно эксплуатируют в ходе рентгеноскопии головного мозга и кишечника.
Благородные газы – полезные и очень древние вещества, существовавшие во вселенной еще до появления нашей планеты. Как мы упоминали, из одного из них, гелия, на 10% состоит звезда, дающая Земле жизнь – Солнце. Много гелия содержится также в атмосфере Юпитера – планеты, считающейся самой большой в нашей солнечной системе, однако далеко не самой крупноразмерной в известной человечеству вселенной. О каких еще колоссах космоса знают ученые и каковы их реальные размеры, мы рассказали тут.