غاز نبيل: الفرق بين النسختين
| [مراجعة غير مفحوصة] | [مراجعة غير مفحوصة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
إضافة فقرة (التاريخ) |
إضافة فقرة (الخصائص الفيزيائية) |
||
سطر 19:
قام العلماء في ديسمبر/كانون الأول عام 1998 في المعهد المشترك للبحوث النووية في دوبنا في روسيا بقصف البلوتونيوم بالكالسيوم لإنتاج ذرة واحدة من العنصر 114<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRevLett.83.3154|title=Synthesis of Superheavy Nuclei in the <sup>48</sup>Ca + <sup>244</sup>Pu Reaction |publisher=[[American Physical Society]]|year=1999|author=Oganessian, Yu. Ts.|journal=Physical Review Letters|volume=83|pages=3154–3157|last2=Utyonkov|first2=V.|last3=Lobanov|first3=Yu.|last4=Abdullin|first4=F.|last5=Polyakov|first5=A., ''et al.''|bibcode=1999PhRvL..83.3154O|issue=16|author6=and others |displayauthors=5 |last7=Tsyganov |last8=Gulbekian |last9=Bogomolov |last10=Gikal |last11=Mezentsev |last12=Iliev |last13=Subbotin |last14=Sukhov |last15=Buklanov |last16=Subotic |last17=Itkis |last18=Moody |last19=Wild |last20=Stoyer |last21=Stoyer |last22=Lougheed }}</ref> الفليروفيوم.<ref>{{cite web|accessdate=2008-06-26|url=http://www.post-gazette.com/healthscience/20030506element0506p4.asp|title=Chemical element No. 110 finally gets a name—darmstadtium |work=[[Pittsburgh Post-Gazette]]|date=2003-05-06|last=Woods|first=Michael}}</ref> و قد بيّنت التجارب الكيميائية الأولية أن هذا العنصر قد يكون أول عنصر فوق ثقيل لإظهاره خصائص شاذة عن تلك خصائص الغاز النبيل، على الرغم من أنه عنصر من المجموعة 14 في الجدول الدوري.<ref>{{cite web|accessdate=2008-05-31 |url=http://lch.web.psi.ch/files/lectures/TexasA&M/TexasA&M.pdf |format=PDF |title=Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements |publisher=[[Texas A&M University]] |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120220090755/http://lch.web.psi.ch/files/lectures/TexasA%26M/TexasA%26M.pdf |archivedate=2012-02-20 |df= }}</ref> و نجح العلماء من المعهد المشترك للبحوث النووية و [[مختبر لورانس ليفرمور الوطني]] في أكتوبر/تشرين الأول من العام 2006 بخلق [[أوغانيسون|الأوغانيسون]] الصناعي و هو العنصر السابع في المجموعة 18<ref>{{cite journal|journal=Pure Appl. Chem.|volume=83|issue=7|year=2011|title=Discovery of the elements with atomic numbers greater than or equal to 113 (IUPAC Technical Report)*|author1=Barber, Robert C. |author2=Karol, Paul J. |author3=Nakahara, Hiromichi |author4=Vardaci, Emanuele |author5=Vogt, Erich W. |last-author-amp=yes |url=http://iupac.org/publications/pac/pdf/2011/pdf/8307x1485.pdf|accessdate=2014-05-30|publisher=IUPAC|doi=10.1515/ci.2011.33.5.25b }}</ref> و ذلك عبر قصف [[الكاليفورنيوم]] و [[الكالسيوم]].<ref>{{cite journal|last=Oganessian|first=Yu. Ts.|title=Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the {{SimpleNuclide|Californium|249}} and {{SimpleNuclide|Curium|245}} + {{SimpleNuclide|Calcium|48}} fusion reactions|journal=[[Physical Review]] C|volume=74|issue=4|page=44602|year=2006|doi=10.1103/PhysRevC.74.044602|last2=Utyonkov|first2=V.|last3=Lobanov|first3=Yu.|last4=Abdullin|first4=F.|last5=Polyakov|first5=A.,|bibcode=2006PhRvC..74d4602O|author6=and others|displayauthors=5|last7=Shirokovsky|first7=I.|last8=Tsyganov|first8=Yu.|last9=Voinov|first9=A.|last10=Gulbekian|first10=G.|last11=Bogomolov|first11=S.|last12=Gikal|first12=B.|last13=Mezentsev|first13=A.|last14=Iliev|first14=S.|last15=Subbotin|first15=V.|last16=Sukhov|first16=A.|last17=Subotic|first17=K.|last18=Zagrebaev|first18=V.|last19=Vostokin|first19=G.|last20=Itkis|first20=M.|last21=Moody|first21=K.|last22=Patin|first22=J.|last23=Shaughnessy|first23=D.|last24=Stoyer|first24=M.|last25=Stoyer|first25=N.|last26=Wilk|first26=P.|last27=Kenneally|first27=J.|last28=Landrum|first28=J.|last29=Wild|first29=J.|last30=Lougheed|first30=R.}}</ref>
{{clear right}}
==الخصائص الفيزيائية و الذرية==
<div style="float: right; padding-left: 10px;">
{| class="wikitable" style="text-align: center;"
! الخاصية<ref name=brit /><ref name=greenwood891/>|| [[هيليوم]] || [[نيون]] || [[أرغون]] || [[كريبتون]] || [[زينون]] || [[رادون]]
|-
|align="Right"|الكثافة (جرام/دم<sup>3</sup>) || 0.1786 || 0.9002 || 1.7818 || 3.708 || 5.851 || 9.97
|-
|align="Right"|[[درجة الغليان]] (كلفن) || 4.4 || 27.3 || 87.4 || 121.5 || 166.6 || 211.5
|-
|align="Right"|[[درجة الذوبان]] (كلفن) || 0.95<br>(عند 25 وحدة [[بار]]) || 24.7 || 83.6 || 115.8 || 161.7 || 202.2
|-
|align="Right"|[[حرارة التبخر]] (كيلو جول/مول) || 0.08 || 1.74 || 6.52 || 9.05 || 12.65 || 18.1
|-
|align="Right"|[[ذوبانية|الذوبانية]] في الماء عند 20 سيليزيوس (سم<sup>3</sup>/كغ) || 8.61 || 10.5 || 33.6 || 59.4 || 108.1 || 230
|-
|align="Right"| [[العدد الذري]] || 2 || 10 || 18 || 36 || 54 || 86
|-
|align="Right"|[[نصف القطر الذري]] محسوباً بالبيكومتر || 31 || 38 || 71 || 88 || 108 || 120
|-
|align="Right"|[[طاقة التأين]] (كيلو جول/مول) || 2372 || 2080 || 1520 || 1351 || 1170 || 1037
|}
<!-- This image is placed here because: straddling with the other images; it is next to the first paragraph that discusses ionization potential; it does not get bumped down by the Physical Properties table. I've tried to put the image lower because the text gets squeezed too much on a resolution of 1200x800-->[[Image:Ionization energies.png|left|thumb|400px|مخطط لطhقات تأين العناصر بحسب العدد الذري، و تظهر مواقع الغازات النبيلة على المخطط.]]
تمتلك الغازات النبيلة قوى بين جزيئية ضعيفة، لذا فدرجات الانصهار و الغليان منخفضة. جميع الغازات النبيلة أحادية الذرات في الظروف القياسية، بما في ذلك العناصر التي كتلتها الذرية أكبر من عناصر صلبة عديدة.<ref name="brit"/> للهيليوم صفات مميزة عديدة مقارنةً مع العناصر الأخرى: درجات انصهاره و غليانه أقل من درجات انصهار و غليان أي مادة أخرى معروفة، حيث أن الهيليوم هو العنصر الوحيد المعروف الذي يظهر ميوعة فائقة (أي تنعدم اللزوجة داخل السائل بشكل كامل)، و كلذلك فإن الهيليوم هو العنصر الوحيد الذي لا يمكن أن يتصلّب بالتبريد ضمن الظروف القياسية-ضغط جوي يساوي 25 وحدة ضغط جوي (2500 كيلو باسكال، 370 رطل لكل بوصة مربعة) عند درجة حرارة 0.95 كلفن (-272.200 سيليسيوس، -457.960 فهرنهايت) لتحويله إلى الحالة الصلبة.<ref>{{cite web|publisher=University of Alberta |title=Solid Helium |url=http://www.phys.ualberta.ca/~therman/lowtemp/projects1.htm |accessdate=2008-06-22 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080212140020/http://www.phys.ualberta.ca/~therman/lowtemp/projects1.htm |archivedate=February 12, 2008 }}</ref> الغازات النبيلة حتى الزينون لها نظائر مستقرة عديدة. الرادون ليس له نظائر مستقرة، حيث أن نظيره طويل الأمد هو الرادون 222 له عمر نصف قُدِّر بـ 3.8 أيام و يتحلل إلى الهيليوم و البولونيوم، و يتحلل في نهاية المطاف إلى رصاص.<ref name="brit" /> درجات الانصهار و الغليان في الغازات النبيلة تزداد نزولاً في المجموعة.
يزداد نصف القطر الذري لذرات الغاز النبيل بالانتقال من فترة إلى أُخرى بزيادة عدد الإلكترونات كما في بقية مجموعات الجدول الدوري، و يرتبط حجم الذرة بعدة خصائص أخرى ،مثلاً تنقص طاقة التأين بازدياد نصف القطر الذري لأن إلكترونات التكافؤ في الغازات النبيلة تكون أبعد عن النواة و بالتالي فالنواة بازدياد القطر الذري تصبح أقل قدرةً على الإمساك بهذه الإلكترونات و الحفاظ عليها. للغازات النبيلة أكبر طاقة تأين ضمن عناصر دورها (سطرها) ، و هذا يعكس استقرار التركيب الإلكتروني و يرتبط هذا الأمر بنقص فعاليتها الكيميائية.<ref name=greenwood891/> للغازات النبيلة الثقيلة طاقات تأين صغيرة كتلك التي تمتلكها عناصر و جزيئات أخرى، حيث قادت فكرة أن الزينون له طاقة تأين مماثلة لطاقة تأين الأوكسجين قادت بارتلت لمحاولة أكسدة الزينون باستخدام سداسي فلوريد البلاتينوم و هو مؤكسد معروف بكونه قوياً كفايةً للتفاعل مع الأوكسجين.<ref name=bartlett/> لا تتقبل الغازات النبيلة أي إلكترون، أنها لا تأخذ شكل أيون سالب الشحنة (أنيون أو صاعدة)، حيث أن الغازات النبيلة لها ألفة إلكترونية سالبة.<ref>{{cite journal |journal=Journal of Chemical Education |author=Wheeler, John C. |year=1997 |volume=74 |pages=123–127 |title=Electron Affinities of the Alkaline Earth Metals and the Sign Convention for Electron Affinity|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1997JChEd..74..123W|bibcode= 1997JChEd..74..123W |doi= 10.1021/ed074p123 }}; {{cite journal|journal=Chemical Reviews |year=1994 |volume=94 |pages=2291–2318|author1=Kalcher, Josef |author2=Sax, Alexander F. |title=Gas Phase Stabilities of Small Anions: Theory and Experiment in Cooperation |doi=10.1021/cr00032a004|issue=8}}</ref>
يظهر ضعف قوى فان دير فالس بين الذرات على الخصائص الفيزيائية العيانية للغازات النبيلة بشكل واضح. تزداد القوة الجاذبة بازدياد حجم الذرة نظراً لازدياد قابلية الاستقطاب و انخفاض طاقة التأين، و هذا يؤدي إلى اتجاهات جماعية منتظمة تشمل: نزولاً في المجموعة 18 يزداد نصف القطر الذري و تزداد كذلك القوى بين الجزيئية مما يؤدي لزيادة درجات الانصهار و الغليان و حرارة التبخر و تزداد كذلك الانحلالية. و يعود ازدياد الكثافة إلى ازدياد الكتلة الذرية.<ref name=greenwood891>{{harvnb|Greenwood|1997|p=891}}</ref>
تكون الغازات النبيلة غازات مثالية في الظروف القياسية، إلا أن انحرافاتها عن قانون الغاز المثالي تقدم أدلة هامة لدراسة التفاعلات بين الجزيئات. تم استنتاج جهد لينارد-جونز عام 1924، باستخدام البياتات التجريبية للأرغون قبل تطور ميكانيك الكم التي وفَّرت أدوات لفهم القوى بين الجزيئية بمبادئها الأساسية. يستخدم جهد لينارد-جونز عادةً للإشارة إلى نموذج التغفاعلات بين الجزيئات.<ref>{{cite journal|title=John Edward Lennard-Jones. 1894–1954 |last=Mott|first=N. F.|journal=Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society|pages=175–184|volume=1|year=1955|doi=10.1098/rsbm.1955.0013}}</ref> التحليل النظري للتفاعلات بين الجزيئية في الغازات النبيلة مقبول و قابل للتداول لأن الغازات النبيلة أحادية الذرات و ذراتها كروية، و هذا يجعلها موحدة الخواص، أي أن التفاعل بين الجزيئات مستقل عن الاتجاه.
== مركبات الغازات النبيلة ==
| |||