نسبة الغازات الخاملة في الطبيعة
الغازات النبيلة أو الغازات الخاملة (بالإنجليزية: Inert Gas) وتُعرف أيضًا بالغازات النادرة، هي ستة عناصر تقع في العمود الأيمن من الجدول الدوري، وهي: الهليوم (He) ، النيون (Ne) ، الأرجون (Ar) ، الكريبتون (Kr) ، الزينون (Xe) ، والرادون (Rn)، وتُشكّل نسبتها معًا نحو 1% من الغلاف الجوي للأرض.
اكتشاف الغازات الخاملة
اكتُشفت الغازات الخاملة في نهاية القرن التاسع عشر، وكان أوّلها غاز الهيليوم الذي حُدّد مكان وجوده لأول مرة في جزء من النظام الشمسي خارج الأرض على يد عالم الفلك الفرنسي بيير يانسن، ثمّ اكتُشف لاحقًا وجوده في المعادن الموجودة على الأرض من قبل ويليام رامزي وويليام كروكس ونورمان لوكير، ثمّ اكتُشف في الغلاف الجوي للأرض.
أمّا الغازات الخاملة المتبقية فقد اكتشفها ويليام رامزي واللورد رايلي، كان أوّلها الأرجون، فبعد دراسة رامزي للنيتروجين الناتج عن التفاعلات الكيميائية والنيتروجين المستخرج من الهواء (بعد إزالة ثاني أكسيد الكربون، وبخار الماء والأكسجين) وملاحظة فرق الكثافة بينهما؛ عرف بأنّ هناك العديد من الغازات الجديدة في الهواء.
التفاعل الكيميائي للغازات الخاملة
إنّ التفاعل الكيميائي في الغازات الخاملة عند دمجها مع غيرها من المواد يكون ضعيفًا أو معدومًا؛ فالغاز الخامل لا يتفاعل مع المواد الأخرى عمومًا، وهذا ما منحه اسم "الخامل"؛ فالخامل تعني كيميائيًا عدم قدرة ذرات مادة ما على الاتحاد مع ذرات مادة أخرى في التفاعلات الكيميائية.
ولتفسير هذا الأمر كيميائيًا، تُعتبر الذرات غير مستقرة في حال لم يكن مدارها الخارجي ممتلئًا، فتتحد مع ذرات أخرى حتى تصل إلى الاستقرار، أمّا في الغازات الخاملة فالمدار الخارجي لمعظم ذرّاتها ممتلئ، وبالتالي هي مستقرة وليست بحاجة للتفاعل مع ذرات أخرى.
رغم ذلك، فإنّ الغازات الخاملة ليست عديمة التفاعل على الإطلاق؛ إذ يُمكن لبعضها وتحت ظروف معيّنة تشكيل روابط مع مواد أخرى وفقًا لما أشار إليه الكيميائي نيل بارتليت، ومنها: مجموعة كبيرة من مركبات الزينون، والقليل من مركبات الكريبتون، ومركب أرجون واحد على الأقل -تعتبر جميعها قادرة على التفاعل مع ذرات أخرى.
خصائص الغازات الخاملة
إنّ الغازات الخاملة عديمة اللون والرائحة والطعم، وغير قابلة للاشتعال، وغير قابلة للذوبان في الماء، ومن أبرز خصائصها الأخرى ما يأتي:
- التوصيل الكهربائي والحراري
موصلة للكهرباء ما عدا النيون ، لكنّها موصلة رديئة للحرارة.
تمتلك كثافة منخفضة، مع ازديادها أثناء الانتقال إلى أسفل المجموعة؛ إذ تزداد الكثافة مع ازدياد الكتلة الذرية.
تستمر طاقة التأين في التناقص مع الانتقال إلى أسفل المجموعة، وتقلّ إمكانات التأين أيضًا.
تمتلك درجة انصهار وغليان منخفضة جدًا؛ إذ لا يلزم سوى القليل من الحرارة لمقاومة القوة بين ذراتها الضعيفة، مع الإشارة إلى أنّ درجة الغليان والانصهار تزداد مع الانتقال إلى أسفل المجموعة في الجدول الدوري؛ لأنّ قوة التجاذب بين الذرات فيها أقوى، وتتطلّب مزيدًا من الحرارة والطاقة للوصول إلى الذوبان أو الغليان.
