8-A Grubu (Soygazlar)

 

Soy gazlar, çok benzer kimyasal yapılara sahip bir kimyasal element grubudur. Standart şartlar altında tamamı çok düşük kimyasal reaktifliğe sahip, kokusuz, renksiz tek atomlu gazlardır. Helyum (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Ksenon (Xe), ve radyoaktiSoygazlarf Radon (Rn) doğal olarak bulunan altı soy gazdır.

Periyodik tablonun ilk altı periyodu için, soy gazlar tümüyle periyodik tablonun 18. grubunda (8A) (daha önceden bilinen adıyla 0. grup) yer alır. Ancak bu rölativistik etkilerden dolayı yedinci periyot için geçerli değildir. 18. grubun bir sonraki üyesi ununoktiyum muhtemelen bir soy gaz değildir.[1] Bunun yerine 14. grup üyesi olan ununkuadyum soy gaz benzeri özellikler gösterir.[2]

Soy gazların niteliği en iyi atomik yapının modern teorileri ile açıklanır. Soy gazların en dış elektron kabuğu tamamen elektronlarla doludur, dolayısıyla kimyasal tepkime eğilimleri düşüktür. Bu sebeple sadece birkaç yüz tane soy gaz bileşiği elde edilebilmiştir. Her bir soy gazın erime ve kaynama noktaları birbirine çok yakındır (fark sadece 10 °C veya 18 °F mertebesindedir), bu nedenle bu gazlar küçük sıcaklık aralıklarında sıvı halde bulunurlar.

 

Helyum (He)

Hidrojenden sonra en hafif gazdır. Renksiz, kokusuz olmakla beraber soy gaz olduğu için tepkimeye girmez ve bu yüzden eylemsizdir. Soy gazların son yörüngelerindeki elektron sayısı o yörüngenin maksimum elektron bulundurma kapasitesi kadardır, yani o yörünge ne kadar elektron alabiliyorsa o kadar olur. Helyum’un atom numarası ikidir (2), her elementte de olduğu gibi, helyumda da ilk elektron yörüngesinin maksimum alabildiği elektron ikidir. Bu doğrultuda helyum, soy gazlar kuralına uyan bir gazdır. Bağıl atom kütlesi ise 4,0026’tır. Oda sıcaklığında gazdır ve gaz dışında başka hallerde görmek doğal koşullarda imkansızdır; çünkü erime noktası -272,05 °C ve kaynama noktası -268,785 °C’dir. Ancak laboratuvar koşullarında sağlanabilen sıcaklıklarda katı ve sıvı halinde görebilir. Bu sıcaklıklar mutlak sıfır’a çok yakın olduklarından dolayı laboratuvar koşullarında sağlamak bile çok zordur. Yoğunluğu ise 0,1785 g/l’dir, yani havadan daha hafiftir, bu yüzden de sıcak hava balonlarında ve zeplinlerde kullanılmaktadır. Hidrojen daha hafiftir, ancak hidrojen yanıcı bir madde olduğu için artık pek kullanılmamakta ve yerini Helyum’a bırakmaktadır. Atom çapı 49 pm’dir. Elektronegatifliği (elektronegatiflik) yoktur ve elektron dizilimi 1s (kare)’dir. Yükseltgenme basamağı sayısı sıfırdır. (Her 20.000 küçük helyum balonu bir insanin ağırlığını 6 kg azaltır.) Kararlı bir element olduğundan diğer elementlerle bileşik yapmaz ve oksijen ile tepkimeye giremez yani yanma tepkimesinde hiçbir zaman Helyum yer alamaz.

Sembolü: He
Atom Numarası: 2
Atom Ağırlığı: 4,002602(2) g·mol−1 g/mol
Elektron Sayısı: 2
Elemet serisi: Asal Gaz
Periyodik Tablodaki Yeri: 8A

Maddenin Hali: Gaz
Görünümü: Renksiz

Helyumun  Kullanım Alanları

Helyum atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. . Helyum, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonundan elde edilir.

Havadan hafif olması uçan balonlarda kullanılabilmesini sağlar. Hidrojen gibi yanıcı-patlayıcı özelliği olmadığı için de oldukça güvenlidir ama bu güvenlik pahalı olduğu için bu madde pek kullanılmamaktadır. Pahalı olmasının nedeni evrende hidrojenden sonra en çok bulunan element olmasına ve dünya atmosferinde 1/200.000 oranında bulunmasına rağmen, sıvı havanın ayrımsal damıtılmasıyla elde edilemez. Bunun sebebi, Helyumun atmosferdeki diğerhelyum.jpg birçok gazın aksine Joul-Thompson katsayısının pozitif olmayışıdır. Bu da onun sıkıştırılmak suretiyle sıvılaştırılmasını engeller ve de havadan elde edilmesini imkânsız hale getirir.

Helyum inert gaz olması özelliğinden dolayı bazı metallerin inert atmosfer oluşturulmasına kullanılır. Ayrıca dalgıç tüpleri % 80 He ve % 20 O2‘den oluşur. Sıvı hava yerine helyumla karıştırılmış oksijen kullanılmasının sebebi vurgun diye tabir edilen olayı önlemektir. Helyumun buradaki fonksiyonu, yukarıda bahsi geçen Joule-Thompson katsayısının negatif olması nedeniyle yüksek basınçta sıvılaşmayıp, dalgıçlar yukarı doğru çıkarırken yüksek basınçtan düşük basınca hızlı geçişte oluşan çözünürlük farkından dolayı kanda baloncuklar oluşturup felce neden olmamasıdır. Helyum ayrıca sıvı roket yakıtlarının basınç altında tutulmasında kullanılır. Sıvı helyum soğutma amaçlı da kullanılmaktadır (NMR cihazlarında.

Neon (Ne)

İlk kez 1898’de İngiliz kimyacısı Sir William Ramsay tarafından öteki gazlarla (argon, kripton, helyum, ksenon) birlikte bulundu. Renksiz, kokusuz ve tek atomludur. Düşük basınç altında bir tübe doldurularak içinden elektrik akımı geçirilince, portakal kırmızısı renginde bir güzel ışık verir. Havada 65.000’de 1 oranında bulunan ender gazlardan biridir. Sıvılaştırılmış havanın aşamalı olarak damıtılması sonunda öteki gazlardan ayrılarak elde edilir.

Sembolü: Ne
Atom Numarası: 10
Atom Ağırlığı: 20,1797
Elektron Sayısı: 10
Elemet serisi: Soygaz
Periyodik Tablodaki Yeri: Grup 8A

Maddenin Hali: Gaz
Görünümü: Renksiz

Neonun Kullanım Alanları

Doğal neon üç ayrı izotopun karışımından oluşur. Normal gerilim ve akımlar altında en şiddetli ışık yayan bir gazdır. Işık vermesi açısından kullanım alanı çok geniştir. Neon lambalarının, televizyon tüplerinin, yüksek voltaj indikatörlerinin ve çeşit300px-Neonli ışıklı reklam araçlarının yapımında yaygın bir biçimde kullanılır. En yaygın kullanım biçimi olan neon lambası, basıncı düşürülmüş neon gazıyla dolu elektriksel boşalma tüpünden oluşur. Bir borunun içindeki düşük basınçlı neon gazına iki uçtan yüksek bir elektrik gerilim verilirse,uyarılmış duruma geçen neon atomları, kırmızı-turuncu karışımı bir ışık verir. Çok parlak olmayan bu güzel ışıktan yararlanılarak özellikle ışıklı reklamlar yapılır. Hafif ışık veren gece lambalarında, elektrikle çalışan çeşitli aletlerde kullanılır.

Argon (Ar)

Renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Soy gazlardandır. 8’inci grup elementlerinde 3’üncü sıradadır. Sanayide gazla doldurulan elektrik lambalarında yaygın olarak kullanılır.indir Proton sayısı 18’dir. Dünya atmosferinde % 1’den az oranda bulunmakta ve böylece en yaygın soy gaz olmaktadır. En dış elektron kabuğu dolu ve diğer kimyasal elementlerle bağ yapmaya karşı dirençlidir. Termodinamik denge noktası (triple point) sabit sıcaklığı 83.8058 K olarak 1990 yılında Uluslararası Sıcaklık Ölçümü (ITS) ile tanımlanmıştır. Oksijen gazının sudaki çözünürlüğü ile aynı çözünürlüğe sahiptir ve bu da nitrojen gazının sudaki çözünürlüğünden 2,5 kat daha fazladır. Yüksek kararlılığı olan kimyasal element renksiz, kokusuz, tatsız ve toksit değildir hem sıvı hem gaz fazı için.

Sembolü: Ar
Atom Numarası: 18
Atom Ağırlığı: 39.948
Elemet serisi: Soygaz

Maddenin Hali: Gaz
Görünümü: Renksiz

Argonun Kullanım Alanları

Kaliteli çelik üretiminde, homojen bir çelik banyosu sağlanması ve banyo içerisinde oluşan, döküm sonrası mekanik özellikleri kötü yönde etkileyecek gazların tasfiyesi için kullanılır. (Argon degassing),Ampul imalatında,Elektronik sanayiinde bazı kristallerin üretimi sırasında inert koruyucu atmosfer sağlamada,Spektrometrik analiz cihazlarında taşıyıcı gaz olarak,Bazı özel metallerin saflaştırılması sırasında inert koruyucu atmosfer oluşturulmasında.Çift cam ünitelerinde iki cam arasına doldurularak ısı yalıtımının artırılmasında,Gaz altı kaynağında koruyucu gaz olarak kullanılır.

Kripton (Kr)

Kripton, periyodik cetvelin 8-A grubunda yer alan soygaz,atom numarası 36 olan, simgesi Kr olan kimyasal element.

Tek atomlu, renksiz özgü ve kokusuz bir gazdır. Hacim olarak, havada milyonda bir oranında bulunur. Soygakripton-elementi.jpgzlar arasında, ksenondan sonra en kolay sıvılaşandır. (-152,9 °C). Kimyasal etkinliği yoktur. Isı iletkenliği kötüdür. Bu yüzden ksenonla birlikte kimi akkor lambaların içine, filamanın yüksek ısıya gelip daha bol ışık vermesi amacıyla kullanılır. Kriptondan, deşarj tüplerinde, ışık kaynağı olarak yararlanılır. Turuncu ışınım veren izotoplarından biri (Kr 86), Ekim 1983’e dek temel uzunluk birimi olan metrenin tanımlanmasında kullanıldı

Sembolü: Kr
Atom Numarası: 36
Atom Ağırlığı: 83.80
Elemet serisi: Soygaz
Maddenin Hali: Gaz
Görünümü: Beyaz

Kriptonun Kullanım Alanları

Floresan lambalarda, havaalanı işaret lambalarında, küçük elektrik ampullerinde, maden ocağı lambalarında ve flaşlarda kullanılır.

Ksenon (Xe)

Ksenon (Xenon), Dünya atmosferinde eser miktarda bulunan, renksiz, ağır bir soygazdır. Tek atomludur. 1898’de İngiltere’de Morris W. ile Sir William Ramsay tarafından öteki ender gazlarla birlikte bulundu. Ayrımsal sıvılaştırma yöntemiyle havadan, kriptonla birlikte elde edilir. Havada 10 milyonda 1 oranında bulunur.

Sembolü: Xe
Atom Numarası: 54
Atom Ağırlığı: 131.293
Elemet serisi: Soygaz

Maddenin Hali: Gaz
Görünümü: Renksiz

Ksenonun Kullanım Alanları

Lektron tüplerinin, stroboskopik lambaların, bakteri öldürücü lambaların ve yakut renkli lazerleri uyaran lambaların yapımında kullanılır. Molekülleri, parçacık fiziği alanında, yüksek molekül ağırlığının önem taşıdığı konularda, örneğin kabarcık odalarının ve probların içeriğinde kullanılır. İyon motorları için gaz olarak kullanımı da olasıdır. Xe-133 izotopu, birçok alanda kullanılan önemli bir radyoizotoptur. Kendisi zehirli olmamasına karşın, bileşikleri çok zehirlidir. Perksanatları, analitik kimyada oksitleyici olarak kullanılır.

Radon (Rn)

Radon, periyodik cetvelin 8A grubunda, soy gazlar arasında yer alır. Radyumun radyoaktif bozulmasıyla oluşur. Renksiz, kokusuz, tatsız ağır bir gazdır.

Sembolü: Rn
Atom Numarası: 86
Atom Ağırlığı: 222
Elemet serisi: Asal Gaz
Periyodik Cetveldeki Yeri:

Maddenin Hali: Gaz
Görünümü: Renksiz

Radonun Kullanım Alanları

Radon, hidrojen ve oksijenle karışım halinde bulunan radyum tuzunun suyla işlenmesinden elde edilir ve boru yardımıyla sıvı hava içinden geçirilerek karışımdan ayrılır. -62 derecede kaynayan radon, -190 derecedeki sıvı havadan geçerken sıvılaşır ve boru içinde toplanır. Oda sıcaklığında renksiz bir gaz olup, donma noktasının altına kadar soğutulursa parlak bir flöresans gösterir. Bu flöresans, sıcaklık düşürüldükçe sarı, daha da düşürüldükçe turuncu-kırmızı bir renk alır. Tüp içinde dokulara yerleştirilen radon, yaydığı alfa ışınlarıyla kanserli hücreleri yok eder. Oluşan Polonyum 218, katı olduğu için tüp çeperine yapışarak dokulara yayılmaz. Öteki radyoaktif maddeler gibi radonun da dikkatli kullanılması gerekir. Özellikle solunumla vücuda girmesi tehlikelidir. Radyum, toryum yada aktinyum bulunan depolarda bu elementlerden oluşan radonu uzaklaştırmak için iyi bir havalandırma uygulaması bulunması gerekir.

KAYNAKÇA