희가스란 무엇입니까?

우리는 희가스의 정의, 발견 방법, 용도, 용도, 기타 특성 및 예를 설명합니다.


헬륨과 같은 희가스는 반응성이 낮아 매우 안전합니다.

희가스란 무엇입니까?

화학 에서 희가스 또는 불활성 가스는 원소 주기율표 의 18족(VIIIA)을 구성하는 화학 원소 집합 이라고 합니다.

이들의 주요 공통 특징은 화학적 반응성이 매우 낮다는 것 , 즉 다른 원소 와 분자 및 화합물을 형성하는 경향이 낮다는 것입니다. 사실, 더 많은 수의 화합물을 형성할 수 있는 알려진 대부분의 원소와는 달리 희가스에는 소수의 화합물만 존재 합니다 .

일반적인 온도 및 압력 조건 에서 비활성 기체는 단원자 기체 물질 (즉, 단일 원자로 구성됨 ) 입니다 . 이들 중 다수는 대기를 구성하는 공기 중에 다양한 비율로 존재합니다 .

낮은 화학 반응성에도 불구 하고, 때로는 그 결과로 인해 이러한 원소는 산업 분야에서 매우 다양하게 응용되며 일반적으로 대량 생산됩니다.

도움이 될 수 있습니다: 비금속

희가스의 발견

대부분의 비활성 기체는 Pierre Janssen(프랑스, 1824~1907)과 Joseph Norman Lockyer(영국, 1836~1920)의 태양 연구 결과로 19세기에 발견되었습니다 . 이 천문학자들은 별을 뜻하는 그리스어 헬리오스( Helios ) 의 이름을 딴 헬륨을 발견했습니다 .

이 새로운 요소의 특징적인 특성 에 대한 놀라움은 다른 유사한 요소를 찾을 수 있는 기회를 열었습니다. 이것이 공기의 화학적 연구에서 크립톤, 네온, 아르곤이 발견된 방법입니다.

19세기 말 영국의 연구자 레일리 경(1842-1919)과 윌리엄 램지(1852-1916)는 비활성 기체의 공동 존재를 가정하여 노벨 물리학상과 화학상을 수상 했습니다 . 20세기가 되어서야 이러한 가스 의 특성과 용도가 더 많이 발견되면서 이러한 가스의 대규모 산업 생산이 시작되었습니다 .

희가스의 특성


아르곤과 같은 비활성 가스는 강력한 레이저에서 산업적으로 사용될 수 있습니다.
일반적으로 희가스의 특징은 다음과 같습니다.

  • 화학적 반응성이 거의 또는 전혀 없습니다 . 즉, 쉽게 반응하지 않습니다. 이는 마지막 전자 껍질 또는 에너지 수준이 항상 완전하기 때문입니다.
  • 색 , 냄새, 맛이 없어야 합니다 .
  • 그것들은 매우 가깝고 매우 낮은 녹는 점 과 끓는점 을 가지며 단지 10°C의 차이만 있기 때문에 매우 정확한 온도 범위에서만 액체 로 변형될 수 있지만 거의 항상 기체 상태 입니다.
  • 정상적인 압력 및 온도 조건(1atm 및 0°C)에서 이상 기체처럼 거동합니다 . 즉, 입자가 상호 작용하지 않고 이상 기체의 상태 방정식을 준수한다고 간주할 수 있습니다.

어디:

    • P. 가스의 압력을 나타내며 대기(atm) 또는 이에 상응하는 단위로 표시됩니다.
    • V. 가스의 부피를 나타내며
    • N. 가스에 포함된 물질의 양을 나타내며 몰 (mol)로 표시됩니다.
    • A. 이상기체상수이며 8.314 줄/몰 켈빈(J/mol K)의 값을 가지고 있습니다.
    • T. 가스의 온도를 나타내며 켈빈(K) 또는 이에 상응하는 단위로 표시됩니다.
  • 헬륨 의 경우 매우 특별한 특성을 가지고 있습니다 . 알려진 물질보다 녹는점과 끓는점이 낮으며, 초유동성( 점성을 나타내지 않는 유체 상태 , 즉 마찰 없이 흐르는 유체 상태)을 나타내는 유일한 요소입니다. ), 표준 압력 조건에서는 고체 로 변형될 수 없습니다 .

왜 희가스라고 불리는가?

처음에는 이러한 원소를 “불활성 가스” 또는 “희귀 가스”라고 불렀습니다 . 당시에는 화학적으로 완전히 불활성 원소이므로 우주에서 매우 희귀한 것으로 생각되었기 때문 입니다 . 두 기능 모두 거짓으로 판명되었습니다.

요즘에는 “귀금속”이 선호되는데, 이는 화학자 Hugo Erdmann(1862-1910)이 1898년에 명명한 독일 용어인 ” Edelgas “의 번역 입니다. Erdmann은 이 이름을 금과 같은 “귀금속”에서 따왔습니다. 매우 온건합니다 . 따라서 금이 순수함을 유지하고 고귀함을 유지하는 경향이 있었던 것처럼 이러한 가스도 마찬가지였습니다.

희가스의 사용 및 응용


네온과 같은 다양한 비활성 가스를 램프에 사용할 수 있습니다.
이러한 요소는 다음과 같이 인간 에게 다양한 용도로 사용됩니다 .

  • 절연체. 반응성이 낮기 때문에 반응성이 매우 높거나 위험한 물질을 포함하는 데 사용할 수 있습니다.
  • 극저온 냉매. 열을 추출 하고 압력을 낮추는 과정을 통해 가스는 액체로 변환되며 이러한 액체는 초전도 자석 이나 핵 자기 공명 장비와 같은 섬세한 기계를 작동하는 데 이상적입니다 . 헬륨은 이러한 목적으로 널리 사용됩니다.
  • 통기성 구성 요소. 다른 가스와 혼합된 헬륨은 혈액과 조직에 고농도의 가스로 인해 발생하는 소위 “심각한 병”의 마취 효과를 줄이기 때문에 우주비행사와 잠수부의 탱크에 사용됩니다. 헬륨은 용해도가 낮기 때문에 세포막을 통과할 가능성이 적습니다 .
  • 팽창식 풍선이나 비행선 채우기. 헬륨은 공기보다 가볍고 매우 안전하기 때문에 풍선을 부풀리는 데 사용할 수 있으며, 가연성이 높은 수소를 완벽하게 대체할 수 있습니다.
  • 번개. 네온, 크세논, 아르곤 및 크립톤을 사용하여 백열 전구를 채우면 우리가 일반적으로 “네온 조명”이라고 부르는 특정 색상의 빛을 생성할 수 있습니다.
  • 레이저를 만들려면. 그들은 일반적으로 수술이나 산업 절차에 사용됩니다.

희가스의 예

비활성 기체는 7가지뿐입니다.

  • 헬륨(He). 알려진 우주에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 그것을 얻는 방법 중 하나는 별의 심장 에서 일어나는 수소 융합 반응의 산물입니다 . 이는 흡입할 때 사람의 목소리를 변화시키고 공기보다 훨씬 가볍다는 특징을 가지고 있습니다.
  • 네온(Ne). 알려진 우주의 또 다른 풍부한 원소. 붉은색을 띠기 때문에 형광등을 만드는 데 사용됩니다. 특히 텔레비전 제조에 사용됩니다. He-Ne 레이저 생산에도 널리 사용됩니다.
  • 아르곤(Ar). 우리가 숨쉬는 공기 중의 일반적인 가스 중 하나이며 산업용 절연체 및 레이저 획득에 널리 사용됩니다.
  • 크립톤(Kr). 비활성 기체이지만 불소 및 기타 전기 음성도가 높은 물질과 반응할 수 있으며 6개의 안정 동위원소와 17개의 방사성 동위원소를 가지고 있습니다.
  • 제논(Xe). 이는 매우 무거운 가스로, 지구 대기의 흔적으로만 존재합니다. 이는 인공적으로 합성된 최초의 희가스였습니다.
  • 라돈(Rn). 라듐이나 악티늄(이전에는 악 티논 으로 불림)과 같은 원소의 방사성 붕괴 결과로, 가장 안정한 동위원소가 폴로늄으로 붕괴되기 전에 최대 3.8일 동안 지속될 수 있는 비활성 방사성 가스입니다. -218 .
  • 오가네손(Og). 에카 발산(eka-emanation) , 우누녹튬(Uuo) 또는 원소 118이라고도 불리는 이 신비한 비활성 가스는 방사성이 높고 합성 기원입니다. 즉, 자연 에는 존재하지 않습니다 . 2002년에 “발견”되었습니다.

계속 진행: 원자 모델