Kaj so žlahtni plini?

Žlahtni plini, včasih imenovani inertni plini, so elementi, ki sestavljajo 18. skupino periodnega sistema. Elementi v skupinah v periodnem sistemu imajo običajno veliko kemijskih lastnosti. Na primer, žlahtni plini običajno nimajo barve ali vonja; niso vnetljivi; in v večini okoliščin je malo verjetno, da bodo začeli kemične reakcije. Vse te lastnosti veljajo posebej za normalne temperaturne in tlačne pogoje, saj se lahko v ekstremnih temperaturnih ali tlačnih pogojih pojavijo različne lastnosti. Pri izjemno nizki temperaturi in visokem tlaku, na primer, člani skupine 18 postanejo tekoči in se lahko uporabljajo kot močna kriogena hladilna sredstva.

Prvih šest žlahtnih plinov v skupini 18 se pojavlja v naravi in ​​nekateri od njih so med najbolj razširjenimi elementi, ki jih človek pozna. Helij in neon, prva dva od žlahtnih plinov, sta drugi in četrti najbolj razširjeni element v znanem vesolju. Vsak naslednji žlahtni plin je v naravi manj razširjen kot prejšnji. Vendar pa številčnost plinov na Zemlji ne odraža njihove relativne številčnosti v preostalem znanem vesolju. Helij je na primer drugi najpogostejši element v znanem vesolju, vendar šele tretji najbolj razširjen žlahtni plin v Zemljini atmosferi.

Ena najbolj opaznih lastnosti žlahtnih plinov je nizka kemična reaktivnost, ki se kaže v večini pogojev. Atomske lastnosti elementov skupine 18 lahko uporabimo za razlago nizke reaktivnosti. Vsak žlahtni plin ima polno valenčno lupino, kar v bistvu pomeni, da so zavzeti vsi razpoložljivi prostori za elektrone. Atom s polno valentno elektronsko lupino nima posebne nagnjenosti k reakciji z drugimi atomi ali molekulami, ker reakcije vključujejo souporabo ali izmenjavo elektronov. Kemične reakcije se običajno pojavijo, ker souporaba ali izmenjava elektronov približa vpletene atome “konfiguraciji plemenitega plina” s polno valenčno lupino – žlahtni plin že ima takšno konfiguracijo, zato je malo verjetno, da bi kemično reagiral.

Številni različni znanstveni in industrijski procesi uporabljajo različne žlahtne pline. Tekoči helij in tekoči neon na primer obstajata pri temperaturah blizu absolutne ničle, zato jih je mogoče uporabiti kot močna hladilna sredstva za superprevodnike in druge naprave, ki delujejo le pri nizkih temperaturah. Helij je tudi običajno pomešan s plini, ki jih potapljači uporabljajo za dihanje, ker ga človeško tkivo ne absorbira zlahka kot drugi plini, kot je dušik. Žlahtni plini se uporabljajo tudi za zagotavljanje vzgona balonov in zračnih ladij, za proizvodnjo luči in kot komponente v močnih laserjih.