العالم الكيميائي السير وليام رامزي.. مكتشف أهم الغازات النبيلة وأماكنها في الجدول الد

السير وليم رامزي ولد في بريطانيا ويعتبر مكتشف الهيليوم والنيون والكربتون وتحديد اماكنها في النظام الدوري، كما يعتبر مكتشف اهم الغازات النبيلة .


الغازات النبيلة
هي العناصر الكيميائية الموجودة في المجموعة الثامنة عشرة من الجدول الدوري، وهذه السلسلة الكيميائية تحتوي العناصر الارجون”A “ والهيليوم He والكربتون”kr “ والنيون” Ne “والرادون”Rn “والزينون”Xe “. ان الغازات النبيلة احادية الذرة، اي توجد في الطبيعة على شكل ذرات منفردة بدلا عن جزيئات من ذرتين او اكثر، ويتميز تركيب هذه الغازات بوجود ثمانية الكترونات في المستوى الخارجي لها باستثناء الهيليوم حيث يحتوي المستوى الخارجي فيه على الكترونين فقط، وهذا ما يفسر خمول فاعليتها واستقرارها.
كانت الغازات النبيلة تعرف الى عهد قريب بالغازات الخاملة، نظرا لانه لم يكن يعرف حتى قبل العام 1962 ، انها تدخل في اي تفاعل كيميائي نظرا لارتفاع جهود تأينها ولانها اقل العناصر ألفة الكترونية، ولكن الان اصبح هذا التعبير ليس دقيقا نظرا لان عددا منها يدخل في تفاعلات كيميائية، كما انه كان يطلق عليها ايضا الغازات النادرة، على الرغم من انها توجد في الهواء الجوي بنسبة 1 بالمائة بالحجم تقريبا .
درس رامزي الغازات الناتجة من تسخين معدن الكليفيت ولاحظ انها تحتوي على الهيدروجين والنتروجين والارجوان، كما لاحظ ان طيفها يحتوي على الخط المميز للهيليوم الذي سبق اكتشافه في جو الشمس، وقد دل ذلك على وجود الهيليوم في الارض، ويعد من اخف الغازات المعروفة بعد الهيدروجين وثاني اكثر الغازات وفرة في الكون، ويوجد بوفرة كبيرة جدا في النجوم ويعود ذلك الى الاندماج النووي للهيدروجين، الا ان وجوده في الغلاف الجوي للارض قليل حيث يصل 0،0005 بالمائة حجما.
تعتبر الجاذبية الارضية للهيليوم ليست قوية بما فيه الكفاية لاعاقة انفلاته التدريجي باتجاه الفضاء، ويعود وجود الهيليوم في الغلاف الجوي الارضي نتيجة للتفكك التلقائي لبعض النظائر المشعة الثقيلة مع اصدار جسيمات الفا التي تتحول الى غاز الهيليوم.
الغاز الجديد
عندما كان يقوم رامزي مع العالمين موريس ووليم ترافرس بتقطير الهواء المسال تقطيرا تجزيئيا، لاحظ اثناء التقطيرات ان الجزء الذي يحتوي على الارجوان المسال تقطيرا تجزيئيا تبين انه يحتوي على بعض الهيليوم وغاز اخر سمي نيون طبقا للكلمة الاغريقية(neos ) والتي تعني الجديد، وقد تنبأ رامزي بوجود هذا الغاز العام 1897، يوجد هذا الغاز بكميات قليلة في الغلاف الجوي للارض بنسبة 0،0018 بالمائة حجما، وفي صخور قشرة الارض ويعد النيون اخف من الهواء .
الغاز الخفي
كما اكتشف السير وليام مع العالم موريس ترافرس عام 1898 غاز الكيبتون اثناء عملية التقطير التجزيئي للهواء المسال، اذ وجد قليلا من هذا الغاز في الغاز الطبيعي وفي البراكين، ولكن معظم وجوده يكون في الغلاف الجوي للارض حيث يوجد بنسبة 0،0001 بالمائة حجما.
مكتشف الغريب
سمي غاز الزينون بالغاز الغريب، واكتشفه رامزي وموريس ترافرس في تجربتهما( عملية التقطير التجزيئي للهواء المسال ) يوجد الزينون بكميات قليلة في الجو ويعتبر اقل الغازات النبيلة في نسبة تواجده في الغلاف الجوي للارض، ويوجد في جو المريخ بحدود حوالي 0،08 جزء بالمليون .
خواص الغازات النبيلة
جميع الغازات النبيلة عديمة اللون والطعم والرائحة، يصعب اسالتها نظرا لانخفاض درجتها الحرجة،وتذوب في الماء بدرجة محسوسة فقابلية ذوبان غاز الارجون في الماء تفوق قابلية ذوبان الاوكسجين.
للغازات النبيلة قوى جذب داخلية ضعيفة للغاية بين ذراتها، بالتالي فان لها درجات ذوبان وغليان منخفضة للغاية( تزداد درجات انصهار وغليان الغازات النبيلة بزيادة العدد الذري) لذا فان هذه العناصر تكون في الحالة الغازية في الظروف العادية، حتى التي لها وزن ذري اكبر من الغازات الصلبة .
استخدامات الغازات النبيلة
للغازات النبيلة التي اهمها الهيليوم استخدامات متعددة، منها استخدامه في ملء المناطيد الضخمة والبالونات العلمية لانه اخف من الهواء فهو ثاني اخف غاز موجود، كما انه لا يحترق او ينفجر ما يجعل منه خيارا مناسبا لمثل هذا التطبيق كما يستخدم مع الاوكسجين والنتروجين لملء قوارير هواء تنفس الغواصين في الاعماق الكبيرة لانه يساعد في منع تسمم الاوكسجين والاستبدال النتروجيني (دخول النتروجين الى الدم بدل الاوكسجين الامر الذي يؤثر في عمل الاعصاب ويعطي تاثيرا شبيها بالسكر)تحت ضغوط الاعماق الكبيرة .
كما يستخدم الهيليوم في بيئات تنمية البلورات الدقيقة في الظروف الحساسة لانه لا يتفاعل ولا يؤثر في تركيبها، كما يستخدم للمساعدة في ضغط الوقود الغازي المسال( كالهيدروجين السائل) وذلك لانه لا ينفجر تحت ضغط درجات حرارة عالية .
اما النيون فيستخدم بصفة اساسية في ملء لمبات النيون للاضاءة، وانابيب لوحات الاعلان الكهربائية، ولونه العادي في لمبات الاضاءة هو برتقالي ، احمر فاقع، كما يستخدم العديد من منارات الطائرات ضوء النيون لانه يخترق الضباب .
الغاز النبيل الارجوان يستخدم في الصناعات التعدينية، فمثلا يستخدم كغطاء واق من الاوكسجين عند لحام بعض المعادن (اللحام القوسي) كما يستعمل في تنقية المعادن مثل الزركونيوم والتيتانيوم وعدة خلائط معدنية اخرى .
جائزة نوبل
حصل السير وليام رامزي على جائزة نوبل في الكيمياء العام 1904 لاكتشافه الهيليوم والنيون والكربتون وتحديد اماكنها في الجدول الدوري

 

مشكوور استاذى هيثم على الموضوع

 

مشكور مرورك الجميل استاذ محمد عبد الوهاب

 

مشكور على الموضوع الرائع كوتش هيثم سعدون

 

مشكور مرورك الجميل استاذ محمد عبد الله