المجموعة 18 — أغلفة خارجية مكتملة، ولا تكاد تحتاج إلى إثبات شيء
يمتلك الهيليوم والنيون والآرغون والكريبتون والزينون والرادون والأوغانيسون أغلفة خارجية مكتملة، ولذلك لا تكاد لها كيمياء. وعلى مدى ستين عاماً، كان يُعتقد أنها خاملة تماماً. إنها تضيء لافتاتنا، وتملأ مصابيحنا، وتبرّد مغناطيساتنا — وأحدها يسبب سرطان الرئة.
مُظلَّل في الجدول الدوري
كل عضو
ما الذي يميزها
ثمانية إلكترونات خارجية (اثنان لدى الهيليوم) هو الترتيب الذي تحاول كل العناصر الأخرى بلوغه. وبما أن الغازات النبيلة وصلت إليه بالفعل، فلا شيء تكسبه من تكوين الروابط — ومن هنا تأتي طاقات التأين الهائلة والألفة الإلكترونية القريبة من الصفر.
هي العناصر الوحيدة في الجدول الدوري التي توجد على هيئة ذرات منفردة بدلاً من جزيئات. ونظراً لغياب الترابط تقريباً، لا تمسكها معاً سوى قوى التشتت الضعيفة، ولذلك لها أدنى نقاط غليان في دوراتها.
في عام 1962، صنع نيل بارتليت سداسي فلوروبلاتينات الزينون، منهياً عصر «الغاز الخامل». يكوّن الزينون والكريبتون مركبات حقيقية مع الفلور والأكسجين؛ وحتى الآرغون أمكن حثّه على تكوين HArF عند 40 K. كلما زادت كتلة الذرة، ضعف ارتباطها، وأصبح المزيد من التفاعلات الكيميائية ممكناً.
الاتجاهات الدورية
نزولاً في المجموعة: ترتفع نقطة الغليان والكثافة وقابلية الاستقطاب؛ وتنخفض طاقة التأين؛ وتزداد التفاعلية — على قدرها —. الهيليوم هو الحالة القصوى في كل اتجاه: أدنى نقطة غليان لأي مادة، والعنصر الوحيد الذي لا يتصلب عند الضغط الجوي مهما انخفضت درجة حرارته.
في العالم
تبريد المغناطيسات فائقة التوصيل في كل جهاز تصوير بالرنين المغناطيسي، وضغط خزانات وقود الصواريخ، وكشف التسربات. وكذلك البالونات، وهو استخدام تافه على نحو لافت لمورد محدود يفلت من الأرض نهائيًا.
التوهج البرتقالي الأحمر للافتات الكلاسيكية. كل لون آخر في لافتة «نيون» هو غاز مختلف أو طلاء فوسفوري.
الجو الخامل الرخيص: واقيات اللحام، وملء المصابيح الكهربائية، والفجوة في النوافذ الزجاجية المزدوجة.
حشو نوافذ عالي الأداء وإضاءة متخصصة. من عام 1960 إلى عام 1983، عُرّف المتر بواسطة طول موجة انبعاث الكريبتون-86.
ومضات الكاميرات، والمصابيح عالية الشدة، ودافعات الأيونات في المسابير الفضائية البعيدة، ومخدّر عام حقيقي.
لا شيء — إنه خطر، وليس مورداً.
التعامل
غير ضارة كيميائيًا، لكنها جميعًا تزيح الأكسجين: خطر الاختناق في الأماكن المحصورة، ومن دون أعراض تحذيرية. استنشاق الهيليوم من أسطوانة مضغوطة أودى بحياة أشخاص. والرادون استثناء من الناحية الكيميائية أيضًا — فهو مشع، ويتسرب من الصخور الجرانيتية، ويتراكم في الأقبية، ويُعد ثاني أكبر سبب لسرطان الرئة بعد التدخين.
من المفيد معرفته
الأسئلة الشائعة
ليس تماماً. يشكل زينون وكريبتون مركبات موصوفة جيداً مع الفلور والأكسجين — ورباعي فلوريد الزينون صلب بلوري أبيض مستقر. أما رادون فعاليته كافية لتكوين فلوريدات، رغم أن نشاطه الإشعاعي يجعل دراسته صعبة. ويظل هيليوم ونيون وآرغون خاملة عملياً في الظروف العادية.
يأتي معظم الهيليوم الأرضي من تحلل ألفا لليورانيوم والثوريوم في الصخور، حيث يتراكم في حقول الغاز الطبيعي على مدى مئات ملايين السنين. وما إن يتحرر حتى يرتفع عبر الغلاف الجوي ويهرب إلى الفضاء نهائياً — ولا يمكن استعادته. إن إمداده محدود فعلاً على أي مقياس زمني بشري، ولهذا تثير تجارة البالونات الجدل.
لا يغير الحبال الصوتية؛ بل يغير الوسط. ينتقل الصوت في الهيليوم بسرعة تفوق سرعته في الهواء بنحو ثلاثة أضعاف، فتتحول الترددات الرنانة في مجرى الصوت إلى أعلى. لا تتغير نغمة الحبال الصوتية — بل تتغير نوعية الصوت، ولذلك يبدو التأثير كرتونيًا بدلًا من أن يكون عاليًا فحسب.
تابع