خصائص الغازات النبيلة: الغلاف الإلكتروني والغليان والتفاعل

الخلاصة السريعة

الغازات النبيلة عناصر المجموعة 18، وتتميز العناصر المألوفة منها بانخفاض تفاعلها الكيميائي وامتلاء غلاف التكافؤ. هذا الوصف لا يعني استحالة تكوين مركبات، خصوصًا لبعض العناصر الأثقل. ^[1]

• الهيليوم يملك إلكترونين في غلافه الوحيد؛ الغلاف الخارجي للنيون يحتوي ثمانية. ^{[2] [3]}
• الهيليوم والنيون والأرغون والكريبتون والزينون غازات عديمة اللون عند الظروف المعتادة. ^{[2] [3] [4] [5] [6]}
• بين هذه العناصر الخمسة ترتفع قيم الغليان المرجعية من 4.222 إلى 165.051 كلفن. ^{[2] [3] [4] [5] [6]}
• الزينون يكوّن مركبات، والكريبتون يكوّن ثنائي الفلوريد أيضًا. ^[1]
• تُقارن الكثافات عند الظروف نفسها؛ لا يكفي اسم الغاز دون تحديد حالة القياس. ^{[2] [3] [4] [5] [6]}

لماذا يكون التفاعل ضعيفًا؟

امتلاء غلاف التكافؤ يفسر ضعف التفاعل؛ مع ذلك، لا يصح وصف المجموعة بأنها خاملة في جميع الظروف. ^[1]

يُكتب توزيع الهيليوم 1s²، وللنيون [He] 2s²2p⁶. لذا يوضح الرسم إلكترونين فقط في غلاف الهيليوم، وثمانية خارجية للنيون مع إلكترونين داخليين؛ عدد إلكترونات التكافؤ ليس دائمًا عدد إلكترونات الذرة كلها. ^{[2] [3]}

خصائص فيزيائية وقيم غليان للمقارنة

وجود الذرات منفردة في هذا الوصف يختلف عن جزيئات ثنائية الذرة. تؤثر بينها قوى تشتت لندن الضعيفة؛ لذلك تكون درجات غليانها منخفضة مقارنة بمواد ذات كتل مماثلة وروابط أقوى. ^[1]

العناصر الخمسة في الجدول غازات عديمة اللون عند الظروف المعتادة. نقرأ القيم على محور واحد؛ كلفن مقياس مطلق، وليست الأرقام درجات مئوية موجبة. يعرض المرجع كثافة الهيليوم 0.000164 والزينون 0.005366 غرام/سم³، مع وصف الحالة عند 20°م؛ لا نقارن أحدهما غازًا بالآخر سائلًا. ^{[2] [6][3][4][5]}

قليل التفاعل لا يعني مستحيل التفاعل

يوجد KrF₂، كما توجد فلوريدات للزينون مثل XeF₂ و XeF₄. يكفي هذا لإبطال القول إن كل عنصر من المجموعة يمتنع عن التفاعل في جميع الظروف؛ إمكان تكوين المركب لا يعني أن الغاز يتفاعل بسهولة مع كل مادة. ^[1]

ينحصر الشكل البياني في خمس قيم مرجعية معروفة. لا نستخرج منه قيمة للرادون، ولا نحول وصف العناصر المألوفة إلى حكم تجريبي على الأوغانيسون؛ السؤال هنا عن خواص تُفسّرها بيانات محددة.

للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: استخدامات الغازات النبيلة في الصناعة: لماذا لا تؤدي كلها المهمة نفسها؟