الهيليوم غاز نادر لأنه يحتوي على غلاف إلكتروني خارجي مملوء بالكامل، مما يجعله مستقرًا للغاية وغير متفاعل. بمعنى آخر، يحتوي على غلاف تكافؤ كامل يحتوي على إلكترونين، مما يمنحه ميلًا منخفضًا جدًا لتكوين روابط كيميائية مع ذرات أخرى.
حسنًا، كانت تلك مجرد إجابة بسيطة. ولكن هناك بعض الأشياء الإضافية التي يجب معرفتها حول هذا الموضوع والتي ستجعل مفهومك واضحًا للغاية.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
الوجبات السريعة الرئيسية: هل الهيليوم غاز نبيل؟
- الهيليوم هو غاز نبيل لأنه يحتوي على غلاف إلكتروني خارجي كامل، مما يجعله مستقرًا وغير متفاعل.
- الهيليوم هو أكثر الغازات النبيلة استقرارًا نظرًا لصغر حجمه الذري وتقاربه الإلكتروني المنخفض.
- على الرغم من كونه خاملًا جدًا، إلا أنه يمكن أن يشكل تفاعلات ضعيفة مع ذرات أو جزيئات أخرى في ظل ظروف معينة.
- إن الطبيعة الخاملة وغير التفاعلية للهيليوم تجعله مفيدًا في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والعلمية، مثل التبريد واللحام واكتشاف التسرب واللوني للغاز والبالونات والغوص. الاستكشاف البحري والفضائي.
التفسير: لماذا يعتبر الهيليوم غازا نادرا؟
الهيليوم هو غاز نبيل لأن غلافه الإلكتروني الخارجي مملوء بالكامل بإلكترونين، مما يجعله مستقرًا للغاية وغير متفاعل.
تميل ذرات العناصر إلى اكتساب أو فقدان أو مشاركة الإلكترونات لملء غلافها الإلكتروني الخارجي وتحقيق الاستقرار.
يمتلك الهيليوم بالفعل غلافًا إلكترونيًا خارجيًا كاملاً، لذا فهو لا يحتاج إلى تكوين روابط كيميائية مع ذرات أخرى لتحقيق الاستقرار. وهذا يجعل الهيليوم غازًا خاملًا أو خاملًا للغاية.
بمعنى آخر، يتم ترتيب إلكترونات الهيليوم بطريقة تجعل الذرة سعيدة بتكوينها ولا تحتاج إلى مشاركة أو تبادل الإلكترونات مع ذرات أخرى لتصبح أكثر استقرارًا.
وهذا يجعل من غير المرجح أن يتحد الهيليوم مع عناصر أخرى لتكوين مركبات، ولهذا السبب يعتبر غازًا نادرًا.
باختصار، الهيليوم هو غاز نادر وغير تفاعلي لأن تكوينه الإلكتروني مستقر للغاية، مما يعني أنه لا يحتاج إلى تكوين روابط كيميائية مع ذرات أخرى ليصبح أكثر استقرارًا.
ثبات الهيليوم مقارنة بالغازات النادرة الأخرى
الهيليوم هو العنصر الأول في مجموعة الغازات النبيلة في الجدول الدوري، ومن المعروف أنه الأكثر استقرارًا بين جميع الغازات النبيلة. في الواقع، فهو يمتلك أصغر حجم ذري وأدنى ألفة إلكترونية بين الغازات النبيلة، مما يجعله خاملًا للغاية وغير متفاعل.
تتمتع الغازات النبيلة الأخرى، مثل النيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون، أيضًا بتكوينات إلكترونية مستقرة نظرًا لأغلفتها الإلكترونية الخارجية تمامًا.
ومع ذلك، عندما ينتقل المرء إلى أسفل المجموعة من الهيليوم إلى الرادون، يزداد الحجم الذري ويصبح تقارب الإلكترون أكثر سلبية.
وهذا يعني أن الإلكترونات الخارجية بعيدة عن النواة وتنجذب بسهولة أكبر إلى الذرات الأخرى، مما يجعل الغازات النادرة أكثر تفاعلاً.
على الرغم من أنه أكثر الغازات النادرة استقرارًا، إلا أن الهيليوم ليس خاملًا تمامًا ويمكن أن يشكل تفاعلات ضعيفة مع ذرات أو جزيئات أخرى في ظل ظروف معينة.
على سبيل المثال، تم اكتشاف أن الهيليوم يمكن أن يشكل قوى فان دير فالس الضعيفة مع الذرات أو الجزيئات الأخرى، وهي قوى جاذبة ناتجة عن التقلبات في كثافة الإلكترونات.
بشكل عام، الهيليوم هو أكثر الغازات النبيلة استقرارًا نظرًا لصغر حجمه الذري وانخفاض تقاربه الإلكتروني، مما يجعله خاملًا للغاية وغير متفاعل.
ومع ذلك، فهو ليس خاملًا تمامًا ويمكن أن يشكل تفاعلات ضعيفة مع ذرات أو جزيئات أخرى.
استخدامات الهيليوم نظراً لطبيعته الخاملة
إن الطبيعة الخاملة وغير التفاعلية للهيليوم تجعله مفيدًا في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والعلمية. بعض الاستخدامات الشائعة للهيليوم تشمل:
- كمبرد: نقطة غليان الهيليوم المنخفضة وموصليته الحرارية العالية تجعله مبردًا مثاليًا لمختلف التطبيقات الصناعية، مثل المفاعلات النووية وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.
- في اللحام: غالباً ما يستخدم الهيليوم في عمليات اللحام لأنه يوفر جواً خاملاً يمنع تكوين الأكاسيد والنيتريدات التي يمكن أن تضعف اللحام.
- في كشف التسرب: الهيليوم هو جزيء صغير يمكنه اختراق التسربات الصغيرة بسهولة، مما يجعله مفيداً في كشف التسربات في الأنظمة المختلفة مثل التبريد وتكييف الهواء وخطوط أنابيب الغاز.
- في كروماتوغرافيا الغاز: الوزن الذري المنخفض والقصور الذاتي للهيليوم يجعله غازًا حاملًا مثاليًا للكروماتوغرافيا الغازية، وهي تقنية تستخدم في الكيمياء التحليلية لفصل وتحليل الخلائط المعقدة من المواد الكيميائية.
- في البالونات: إن كثافة الهيليوم المنخفضة وطبيعته غير السامة تجعله مثاليًا لملء البالونات والمناطيد وغيرها من المركبات الأخف من الهواء.
- في غوص السكوبا: يستخدم الهيليوم أحيانًا كعنصر في مخاليط التنفس الخاصة بغوص السكوبا لأنه يقلل من خطر تخدير النيتروجين ومرض تخفيف الضغط.
- في استكشاف الفضاء: يستخدم الهيليوم كمبرد في التلسكوبات الفضائية وغيرها من الأدوات التي تعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية.
بشكل عام، فإن طبيعة الهيليوم الخاملة وغير التفاعلية تجعله موردًا قيمًا في العديد من التطبيقات المهمة.
قراءة متعمقة
هل الهيليوم معدن؟
هل الهيليوم ثنائي الذرة؟
هل الليثيوم معدن أم غير معدن؟
لماذا يعتبر البورون شبه فلز؟
هل الهيدروجين غاز نبيل؟