تعريف العناصر الخاملة
العناصر الخاملة، أو العناصر النبيلة، عبارة عن مجموعة من العناصر الكيميائية، غير النشطة، أي التي لا تتفاعل مع العناصر الأخرى، نظراً لارتفاع جهود تأينها، ولأنّها أقلّ العناصر ألفةً إلكترونيةً، بسبب امتلاء مداراتها الخارجية بالإلكترونات، وتقع العناصر الخاملة في المجموعة الثامنة في الجدول الدوري.
العناصر الخاملة
مجموعة العناصر الخاملة هي: الهيليوم He، والنيون Ne، والأرجون Ar، والكريبتون Kr، والزينون Xe، والرادون Rn، بالإضافة إلى عنصر جديد، قيد الأبحاث وهو الأنون أوكتيوم Uuo، وتشكّل العناصر الخاملة حوالي 1.29% من كتلة الغلاف الجوي، و1% من حجم الغازات المكوّنة له، ويحتلّ غاز الأرجون النسبة الأكبر من هذا الحجم، حيث يشكل 0.93% من الهواء الجوي، وتتوزّع النسبة المتبقيّة 0.08% على بقية الغازات الخاملة.
خصائص العناصر الخاملة
- لا تمتلك أيونات سالبة أو موجبة.
- غازات لا لون لها، ولا رائحة، يصعب إسالتها بسبب انخفاض درجاتها الحرجة.
- موجودة في الطبيعة على شكل ذرّات منفرد أحاديّة الذرة.
- تكون غازات في ظروف الغرفة أو الظروف العادية من الضغط والحرارة.
- تعتبر عناصر خاملة ومستقرة، بسبب امتلاكها ثمانية إلكترونات تكافؤ في مدارها الأخير (عدد مكتمل من الإلكترونات)، باستثناء الهيليوم، الذي يحتوي المستوى الخارجي الأخير له على إلكترونين فقط.
- لا تنتج أيّ مركبات أخرى، إلا في ظروف خاصّة من الحرارة والضغط وغيرها.
- تستخلص من الهواء، من خلال عملية التقطير.
- قوى التجاذب بين ذراتها الداخلية ضعيفة.
- درجات غليانها، وذوبانها، ولزوجتها منخفضة جداً.
- تزداد كتلتها الذريّة، كلما اتجهنا من أعلى إلى أسفل المجموعة في الجدول الدوريّ.
- تذوب في الماء، وكلّما اتجهنا من أعلى إلى أسفل المجموعة، زادت قابليّتها لذلك، وقلّ نشاطها الكيميائي بسبب زيادة طاقة التأيّن.
استعمالات العناصر الخاملة
- يستخدم الهيليوم في تعبئة هواء المناطيد، والبالونات؛ لأنّ وزنه أخفّ من الهواء، كما أنّه لا ينفجر أو يحترق، وفي بيئات تنمية البلورات الدقيقة تحت ظروف حساسة، وفي ضغط الوقود الغازي المسال.
- يستخدم خليط الهيليوم مع الأكسجين والنيتروجين، لملء قوارير هواء التنفّس الخاصّة بالغواصين في أعماق البحار.
- يستخدم النيون والكريبتون في إضاءة المصابيح في الحانات ودور السينما.
- يستخدم الزينون لتأشير مسارات الطيران، كما يستخدم في مصابيح الغاز بسبب لون الأبيض الساطع.
- يستخدم الأرجون كغاز في تعبئة مصابيح الإنارة، بسبب عدم تفاعله مع السلك المعدني المتوهّج، عند درجات حرارة مرتفعة، كما يستخدم في عمليات اللحام، كغاز عازل لمنطقة اللحام عن البيئة المحيطة.
- يستخدم الرادون في علاج بعض أنواع السرطانات.
- يستخدم الهيليوم والأرجون في لحام بعض الفلزات، مثل المغينسيوم، والألمونيوم لمنع تأكسدها.