گاز نجیب چیست و چه کاربردی دارد؟ + نحوه تهیه

در این مطلب جدید در سال 1405 و سال 2026 ، گاز نجیب را از کجا تهیه کنیم و طرز تهیه گاز نجیب و گاز های نجیب شیمی دهم و گاز های نجیب در جدول تناوبی و گاز نجیب چیست و گاز نجیب سبک در حل جدول و گاز هلیوم برای بادکنک از کجا تهیه کنیم و فراوان ترین گاز نجیب هواکره و واکنش پذیری گازهای نجیب و گاز های نجیب علوم نهم در نم نمک.

گاز نجیب چیست و از کجا باید تهیه کنیم؟

گازهای نجیب که بی بو و بی رنگ و بی مزه هستند ، به عنصرهای هلیم ، نئون ، آرگون ، کریپتون ، زنون ، رادون و اوگانسون گفته می شود که همه در دمای اتاق گازی هستند و در گروه 18 جدول تناوبی قرار دارند. به استثنای هلیم ، تمام گازهای نجیب دارای آرایش الکترونی خارجی ns2 np6 هستند که آرایش های بسیار پایدارند.

دلیل نامگذاری

مهم ترین دلیلی که باعث می شود این عناصر با عنوان گاز خنثی یا نجیب شناخته شوند ، نداشتن قدرت واکنش در برابر برخی از آلیاژهاست. برای مثال اگر هر یک از این گازها در معرض فلزاتی مثل طلا قرار بگیرند ، هیچ تغییری در آن ها ایجاد نمی شود. در واقع این عناصر هیچ عکس العملی از خود نشان نمی دهند و خنثی هستند.

البته در سال 1962 آزمایشی صورت گرفت که در آن یک محقق به نام «مارسلین بارتلت» ترکیبی به فرمول O2PtF6 (بلورهای قرمز نارنجی) و XePtF6 را ایجاد کرد. در نتیجه این آزمایش ، بلورهای زرد رنگ بدست آورد که ترکیب ناپایدار است و می تواند به ترکیبات دیگری تبدیل شود.

تاریخچه پیدایش گازهای خنثی

اولین بار در سال 1784 یک شیمیدان انگلیسی به نام «هنری کاوندیش» متوجه شد که در محیط اطراف ما مقدار کمی از گازهایی وجود دارد که نسبت به نیتروژن هیچ واکنشی نشان نمی دهند یا میزان واکنش آن ها بسیار پایین است. کمی بعدتر یعنی در سال 1868، پیرجانسن و جوزف نورمون لاکر هم متوجه شدند یک عنصر خاص در رنگارنگ شدن خورشید موثر است که آن را هلیوم نامیدند.

لرد ریلی هم محقق دیگری بود که در سال 1895 متوجه شد هوا از عناصر مختلفی تشکیل شده است که هر یک چگالی متفاوتی دارند. ویلیام رامزی هم چهارمین تحقیقات خود را در زمینه پیدایش گاز خنثی انجام و این عناصر را در گروه گازهای نجیب و بی اثر قرار داد.

سرانجام هوگو اردمان در سال 1898 اصطلاح «گاز نجیب» را برای توصیف عناصری که انعکاس واکنش پذیری پایینی دارند ، ابداع کرد. میزان واکنش این عناصر نسبت به فلزات کمتر است و به همین دلیل آن ها را از سایر عناصر موجود در فضا و محیط اطراف جدا کردند.

ویژگی ها و خواص کلی گاز نجیب

گازهای خنثی مشخصاتی دارند که آن ها را نسبت به سایر گازهای موجود متفاوت می کند. مهم ترین ویژگی این گازها عبارت است از :

غیرفعال بودن گاز نجیب

یکی از ویژگی های اصلی گاز نجیب یا بلااثر این است که نسبتا غیرفعال هستند و در عناصر جدول تناوبی ، کمترین واکنش پذیری را به خود اختصاص داده اند. دلیل نجیب بودن این عناصر ، پر بودن لایه ظرفیت آن هاست که تمایلشان را برای جابجایی الکترون (از دست دادن یا بدست آوردن الکترون) کاهش می دهد.

این گازها هیچ تمایلی برای حضور در واکنش های شیمیایی ندارد و آرایش الکترونی آن ها تکمیل شده است. به همین دلیلی در حالت پایدار قرار دارند و نمی خواهند الکترونی را از دست بدهند یا حتی بدست آورند. عدد اکسایش گازهای بی اثر صفر است و به همین دلیل همیشه در حالت پایدار قرار می گیرند.

انرژی یونیزاسیون بالا و الکترونگاتیویته پایین

از دیگر ویژگی های گازهای نجیب باید به بالا بودن انرژی یونیزاسیون آن ها اشاره کنیم. الکترونگاتیویته این گازهای بی اثر هم پایین است و از سوی دیگر ، نقطه جوش پایینی دارند و در دمای معمولی محیط به صورت گاز هستند.

نداشتن رنگ ، بو و طعم

گازهای نجیب در هر شرایطی که قرار بگیرند ، هیچ رنگ ، بو یا طعم مشخصی ندارند و همین امر باعث دشوارتر شدن تشخیص آن ها شده است. اما برخی از آن ها ممکن است باعث رنگی شدن جامدات یا مایعات شوند. برای مثال می توانیم به لامپ های فلورسنت اشاره کنیم که حاوی مقداری گاز نئون است که آن ها را به نارنجی نزدیک می کند.

غیرقابل اشتعال بودن

یکی از مشخصات گازهای بی اثر ، نداشتن خاصیت اشتعال پذیری است. همچنین می توانند در فشار پایین ، فلورسانس و انرژی الکتریکی را هم هدایت کنند.

کاربرد گازهای نجیب

از آنجایی که مجموعه گازهای بی اثر در چند مورد خلاصه می شود ، هر کدام کاربرد متفاوتی دارند و از این نظر نمی توان گفت کاربرد همه آن ها یکسان است و قانون کلی برای آن ها درنظر گرفت. در ادامه کاربردهای هر یک از این گازها را به طور خلاصه ذکر کرده ایم :

کاربردهای گاز هلیوم

این گاز سبک و بی اثر بیشتر در کپسول های تنفسی و در کنار اکسیژن کاربرد دارد. دلیل این استفاده ، حلالیت کم در مایعات و لیپیدهاست که مانع از جذب آن در خون و بافت بدن می شود و هیچ ضرری برای فرد مصرف کننده کپسول اکسیژن ندارد. هلیوم اثرات مخدر گاز در اعماق دریا را نیز کاهش می دهد و هنگام صعود ، میزان فشار و تشکیل حباب های گاز را کمتر می کند.

از دیگر کاربردهای هلیوم ، استفاده از آن برای محافظت از قوس های جوشکاری و دستگاه های برودتی (یخچال ) است. در کروماتوگرافی هم از هلیوم استفاده زیادی می شود.

کاربردهای گاز نجیب زنون

از دیگر گازهای موجود در فهرست گازهای بی اثر ، زنون است که برای پانل های نمایشگر پلاسما ، توسعه اشعه ایکس و روشنایی رشته ای کاربرد دارد. از آنجایی که گاز زنون به انرژی کمتری برای ایجاد نور خروجی نیاز دارد ، در تولید محصولات روشنایی و لامپ استفاده می شود.

زنون یک گاز پرکننده است و پیش بینی می شود در آینده جای لوله های تصویر بزرگ در کامپیوترها و صفحه های تلویزیون را بگیرد. در نوترون های هسته راکتور هسته ای نیز از این گاز استفاده می شود.

کاربردهای گاز نئون

نئون هم از جمله گازهای نجیب است که در ساخت لیزر ، چراغ مه شکن ، ردیاب ولتاژ ، هشدارهای درخشان و حتی برخی از علائم تبلیغاتی به کار برده می شود. این گاز نور نارنجی رنگ از خود ساطع می کند و به همین دلیل است که از آن بیشتر برای ایجاد روشنایی استفاده می کنند. اگر در داخل یک لوله بی رنگ ، گاز نئون قرار بگیرد ، می تواند نور قرمز را جذب و به جای آن نور آبی ساطع کند.

کاربردهای گاز بی اثر آرگون

از دیگر گازهایی که در لیست گازهای نجیب قرار می گیرد ، آرگون است که جوشکارها به خوبی با نام آن آشنا هستند. این گاز در تولید شیشه ، فلز ، محصولات روشنایی و صنعت الکترونیک استفاده می شود. از این گاز خنثی برای ایجاد محیط محافظ انتقال حرارت و توسعه ژرمانیم استفاده می شود. در لامپ های فلورسنت و رشته ای هم از مقداری گاز آرگون استفاده می شود که نور آبی تولید می کند.

از آنجایی که آرگون قدرت انتقال دما را ندارد ، از آن برای پر کردن فضای بین شیشه های دوجداره استفاده می شود. کاربرد مهم دیگر گاز آرگون ، استفاده در جوشکاری است تا فلزات ذوب شده را از بین ببرد و مانع از ایجاد حباب در ریخته گری شود.

کاربرد گاز کریپتون

کریپتون از جمله گازهایی است که کاربردی شبیه به آرگون دارد و از آن برای پر کردن لابه لای شیشه های دوجداره استفاده می شود. حدود 30 درصد از پنجره های دوجداره با استفاده از این گاز پر می شوند. از دیگر کاربردهای گاز کریپتون می توانیم به استفاده در منابع سوخت ، چراغ های جلوی اتومبیل و حتی لیزرها اشاره کنیم.

این گاز طول موج نوری را کنترل می کند و برای تولید لیزرهای اکسایمر با هالوژن کاربرد دارد. از دیگر کاربردهای این گاز بی اثر باید به استفاده در صنعت تولید محصولات روشنایی اشاره کنیم. از آنجایی که سرعت تبخیر رشته را کاهش می دهد ، برای افزایش طول عمر بیشتر لامپ ، از این گاز استفاده می شود.

کاربرد گاز رادون

از دیگر گازهای معروف در مجموعه گاز نجیب ، رادون است که در رادیوتراپی و درمان آرتروز کاربرد زیادی دارد. جالب است بدانید این گاز بعد از دخانیات ، به عنوان دومین علت شایع سرطان شناخته شده است. در رادیوتراپی از این گاز برای ایجاد دانه های کاشت ساخته شده از طلا استفاده می شود.

اگر از دوز پایین رادون استفاده شود ، به درمان آرتروز کمک زیادی می کند.

گازهای نجیب در کدام گروه قرار دارند؟

تمام گازهایی که به عنوان عناصر نجیب شناخته شدند و پیش تر به معرفی هر یک و کاربردهای آن ها پرداختیم ، در گروه 18 جدول تناوبی گازها قرار می گیرند.

انواع گازهای نجیب با عدد اتمی

هر یک از گازهای خنثی دارای عدد اتمی مشخصی هستند که تعداد اتم ها در آن را مشخص می کند. هر چقدر عدد اتمی یک گاز نجیب بیشتر باشد ، میزان فراوانی آن در هوا نیز کاهش می یابد. در جدول زیر می توانید عدد اتمی هر گاز را به همراه نام آن مشاهده کنید.

سبک ترین گاز نجیب

برخی از گازهای نجیب مثل هلیوم از نظر وزن ، سبک تر هستند. ساده ترین مثال برای کاربرد هلیوم ، پر کردن بادکنک هایی است که در جشن ها و مراسمات استفاده می شود. دلیل آن ، سبک بودن گاز هلیوم است که باعث بالا رفتن بادکنک می شود و در دکوراسیون و تزئین محیط تاثیر زیادی دارد.

هلیوم ترکیبی از توریم و اورانیوم است و به دلیل سبک وزن بودن ، در صنایع مختلفی از آن استفاده می کنند.

سنگین ترین گاز نجیب

در بین گازهای خنثی ، برخی گازها مثل رادون وزن بالایی دارند. این گاز تراکم پایینی دارد و در هر سانتی متر مکعب تنها 4.4 گرم از آن یافت می شود. زنون هم از دیگر گازهای نجیب و سنگین محسوب می شود که تحت شرایط خاص قادر است پیوند شیمیایی Xe-Xe را ایجاد کند.

گاز بی اثر در جدول تناوبی

اگر به جدول تناوبی سر بزنید ، در انتهای جدول متوجه گروهی از عناصر می شوید که در گروه 18 قرار می گیرند. گازهایی نظیر هلیوم ، نئون ، آرگون ، کریپتون ، زنون و …. در این لیست قرار می گیرند. تصویری از این جدول را در زیر مشاهده می کنید :

نام دیگر گازهای بی اثر

از آنجایی که گازهای بی اثر هیچ واکنشی نسبت به اغلب فلزات نشان نمی دهند ، به آن ها گاز خنثی یا گاز نجیب هم گفته می شود.

فراوانی و تولید گازهای نجیب

همانطور که گفتیم فراوانی گازهای نجیب با عدد اتمی آن ها رابطه معکوس دارد. هر چقدر عدد اتمی بیشتر باشد ، مقدار آن گاز در هوا کمتر است. میزان فراوانی گازهایی مثل هلیوم ، نئون و آرگون بیش از سایر گازهای بی اثر است. در این بین گاز اوگانسون هم به عنوان یک گاز نجیب شناخته شده که مقدار آن نسبت به سایر عناصر گروه 18 در جدول تناوبی ، کمتر است.

به طور کلی به گازهای خنثی ، گاز کمیاب هم گفته می شود که مقدار آن ها در فضا پایین است. برای مثال میزان گاز هلیوم در فضا تنها 7 درصد است.

ترکیبات گازهای بی اثر

تمامی گازهای خنثی (جز هلیوم) آرایش الکترونی خارجی ns2 np6 دارند. این ترکیب بسیار منظم و پایدار است و به طور کلی باید گفت ، گازهای بی اثر تک اتمی هستند و به مقدار کم در اتمسفر یافت می شوند. حدود 1% از جو زمین به گازهای بی اثر اختصاص دارد.

آیا گاز نجیب کاملا بی اثر است؟

در گذشته تصور این بود که گازهای خنثی به طور کامل بی اثر هستند؛ چرا که آزمایشات متعدد صورت گرفته ، نشان می داد لایه ظرفیت این گازها تکمیل شده و به همین دلیل تمایلی برای جابجایی الکترون ندارند. اما در سال های اخیر محققان به این نتیجه رسیده اند که این گازها به صورت 100% بی اثر و خنثی نیستند و اگر در شرایط کنترل شده قرار بگیرند ، قادرند با عناصر نزدیک خود رابطه کنش - واکنش برقرار کنند.

گاز نجیب را از کجا تهیه کنم؟

با توجه به کاربردهای متعددی که از تمامی گازهای خنثی گفتیم ، خرید آن ها در بازار صنعت و حتی کاربردهای خانگی رایج شده است. برای مثال برای پر کردن بادکنک ها در مهمانی قطعا به گاز هلیوم نیاز دارید. تمامی گازهای نجیب در قالب سیلندر یا کپسول گاز ارائه می شوند.