Asal Gazlar

Asal Gazlar
Periyodik sistemin 8A Grubu elementlerine verilen isim. Hepsi de tek atomlu gazlar halinde bulunan bu elementler, kararlı elektron düzenine sahip oldukları için elektron alış-verişi yapmazlar ve başka elementlerle bileşme eğilimi göstermezler. Bu nedenle bu gazlara Asal Gaz ya da Soy Gaz adı verilmiştir. Asal gaz atomlarının birbirleriyle de bileşmedikleri için tek atomlu moleküller meydana getirirler. 8A gurubu elementlerinin en dış enerji seviyelerinde 8 elektron vardır. Asal Gazlar, Asal gazların, bir diğer ismi de soy gazlardır. Asal gazlar, birbirleri ile çok fazla benzer özellik taşıyan bir kimyasal gruptur. Standart durum ve koşullar altında bu kimyasalların tamamı çok düşük seviyede kimyasal reaktifliğe sahip olan, kokusuz, renksiz bir yapıya sahip olan tek atomlu gazlardır. Helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radyoaktif olan radon elementleri doğada saf halde bulunan altı asal gazdır.

Periyodik tabloda bulunan ilk altı periyot için, asal gazlar tamamen periyodik tablonun 18. grubunda (daha önceden koyulmuş olan ismi ile 0. grupta) bulunurlar. Fakat bu durum yedinci periyot açısından geçerli değildir. 18. grubun bir sonraki üyesi olarak kabul edilen ununoktiyum maddesi muhtemel bir asal gaz değildir. Bu madde yerine 14. grubun bir üyesi olarak kabul edilen ununkuadyum maddesi asal gazlara benzer kimyasal özelliklere sahiptir. Asal gazların nitelendirilmesi en iyi şekilde atom yapısının modern teorileri ile açıklanabilir.

Asal gazların yapısında en dış tarafta bulunan kabuğu tamamen elektronlarla dolu bir şekilde durur. Bu sebepten dolayı da kimyasal tepkimelere olan eğilimleri oldukça düşüktür. Bu nedenle de şimdiye kadar sadece birkaç yüz tane asal gaz bileşikleri elde edilebilmiştir. Bütün asal gazların her birinin erime ve kaynama noktaları birbirine çok yakın seviyededirler. ( Farklar sadece 10 C derece veya 18 F derece olabilir.) Bu nedenden dolayı da bu asal gazlar küçük sıcaklık aralıkları içerisinde sıvı bir halde bulunurlar.

Neon, argon, kripton ve ksenon gazlarının sıvılaştırılma işlemi görmesi ve ayrımsal damıtma yöntemleri kullanarak havdan bir geçiş elde edilir. Helyum gazı ise doğal gazdan ayrıştırılır ve daha sonra genellikle çözünmüş bir şekilde olan radyum bileşiklerinin radyoaktif bozunumundan yararlanarak izole edilip elde edilir. Asal gazlar aydınlatma, kaynak ve uzay keşfi endüstüri alanlarında da önemli bir kullanıma sahiptir.

Soy gazlarla eş anlamlı olan He (helyum) Ne (neon) Ar (argon) Kr (kripton) Xe (ksenon) ve Rn (radon) elementlerini içine alan periyodik sistemin 8. Grubu elementleri. Hepsi de tek atomlu gazlar halinde bulunan bu elementler kararlı elektron düzenine sahip oldukları için elektron alış-verişi yapmazlar ve başka elementlerle bileşme eğilimi göstermezler. Bu nedenle bu gazlara asal gaz ya da soy gaz adı verilmiştir. Soy gaz atomlarının birbirleriyle de bileşmedikleri için tek atomlu moleküller meydana getirirler. Son yıllarda soy gazların katılma ürünü türünden bazı bileşikler yaptıkları anlaşılmıştır. Ancak bu bileşikler çok sebatsızdır. Kolayca bozulurlar soy gazlar açığa çıkarlar. 8A gurubu elementlerinin en dış enerji seviyelerinde 8 elektron vardır. periyodik cetvelde atom numarasının büyüdükçe 8 elektrona kadar artıp tekrar bire düştüğü anlaşılır.

He (Helyum:
He sembolü ile gösterilen bir elementtir. Atom numarası 2. atomik kütlesi 4003 a.k.b. dir. Helyum elementi ilk kez güneşte keşfedilmiştir. Adı güneş anlamına gelen Helios sözünden türetilmiştir. 1868 yılında Janssen güneş tutulması sırasında güneşin tayfını incelerken o zamana kadar bilinmeyen tayf çizgileri olduğunu anladı. Daha sonra Lockyer ve Frankland bu yeni elemente helyum adını verdiler. 1895 yılında ise Ramsay uraninit adını alan radyoaktif cevherden helyum elde etmeyi başardı. Daha sonra atmosferde de az oranda helyum bulunduğu anlaşılmıştır. Asıl helyum kaynağı A.B.D.’ de çıkarılan yer gazıdır. Bu gazın en büyük kısmı metan (CH4) olmakla beraber içinde %1 oranında helyum da bulunur. Yeryüzünün başlıca helyum kaynağı bu yer gazıdır.

Helyum radyoaktif bozunmalardan alfa ışıması sırasında oluşur. Gerçekten alfa ışınlarını yapan tanecikler helyum çekirdeklerinden başka bir şey değildir. Bu nedenle helyum doğal radyoaktif cevherlerden çıkar. Bozununan radyoaktif atom çekirdeklerinin salıverdiği alfa tanecikleri yani helyum çekirdekleri ikişer elektron alarak helyum atomlarını meydana getirirler.

Helyum renksiz kokusuz bir gazdır. Sıvı helyum –283 0C de kaynadığı için helyum gazı tıpkı hidrojen gazı gibi çok güçlükle sıvılaşır. Gaz halinde iken yoğunluğu hidrojenin iki katı kadardır. Helyum atomunun dış kabuğunda iki elektron bulunur. Bir soy gazdır bileşik yapma eğilimi göstermez. Bu nedenle helyum atomları birbiriyle de birleşmez ve helyum molekülleri başka soy gazlar gibi tek atomlu olur. Bazı elementlerle ikili bileşikler çok dayanıksızdır. Adi sıcaklıkta bile bozunur.

Helyum gazı başlıca balonları doldurmakta kullanılır. Bu gaz yanmadığı için hidrojene tercih edilir. Hava hidrojenden 14.4 ağırdır. Buna göre 1 kg. hidrojenle doldurulmuş bir balonu kaldıran kuvvet 14.4-1 = 134 kg. olur. Aynı balon helyumla doldurulursa ağırlığı 2 kg. olacaktır. Öyle ise havanın kaldırma kuvveti 144-2 = 124 kg. olur. Bu nedenle hidrojen yerine helyum kullanmak kaldırma kuvvetinde büyük bir değişiklik yapmaz. Derin su dalgıçlarına hava yerine %80 helyum ve %20 oksijenden yapılmış bir karışım pompalanır. Çünkü yüksek basınçlarda kanda havanın azotu önemli miktarda erir. Dalgıç su yüzeyine çıkıp basınç düşünce tıpkı bir gazozun köpürmesi gibi kılcal damarlarda azot gazı çıkarak bu damarların çatlamasına yol açabilir. Helyum kanda çok az eridiği için bu tehlike giderilmiş olur.

Neon (Ne):
Sembolü Ne atom numarası 10 atom tartısı 20183 a.k.b. ‘dir. 1898 yılında Ramsay ve Travers soy gazlar grubunda bir boşluğun bulunduğunu anlamışlar ve ham argon gazını sıvılaştırıp ayrımsal buharlaştırma ile neon soy gazını bulmuşlardır. Bugün neon havadan doğrudan doğruya elde edilmektedir. Hava sıvılaştırılınca bir kısım azot ile birlikte helyum ve neon gazları sıvılaşmadan geriye kalır. Azot bu gaz karışımından kimyasal yolla ayrılır. Helyum neon karışımı borularla sıvı hidrojen içinden geçirilir. Neon katılaşır helyum geçer. Böylece neon elde edilir.

Neon renksiz kokusuz hidrojenden 10 defa daha ağır bir gazdır. –2490C de ergir. –2450C de kaynar. Gaz 1 atm. basınç altında –2450C de sıvılaşırken sıcaklık biraz daha düşerse katı neon olur.

Bir soy gazdır. Neon atomları başka atomlarla birleşme eğilimi göstermedikleri gibi birbirleriyle de birleşmezler. Bu nedenle tek atomlu moleküller halinde bulunurlar. Son yıllarda bazı neon bileşikleri bulunmuşsa da bunlar normal sıcaklıkta bile bulunurlar. Neon düşük basınçlı deşarj tüplerinde kırmızı-turuncu ışık yayar. Bu nedenle reklam tüplerinde neon gazı geniş ölçüde kullanılır.

Argon (Ar):
Simgesi Ar atom numarası 18 atom ağırlığı 39944’ tür.
1785 yılında Henry Cavendish atmosferdeki azotun arı bir madde olmadığını buldu. Bu buluş atmosferin 1/120’sini kaplaya yeni bir gazın varlığının ortaya çıkmasını sağladı. 1894’te Lord Rayleigh ve Sir William Ramsey atmosferdeki azottan 11 litre yeni gaz elde etmeyi başardılar. Ramsey buna argon adını verdi. Argon eski Yunanca’da ‘’aylak’’ demektir. Hiçbir kimyasal özelliğini dışa vurmaması geç bulunmasının başlıca nedenidir. Atmosfer içindeki ağırlık yüzdesi %128 hacim yüzdesi %093’tür. Atmosferde karbon dioksitin 30 katı argon vardır. Argon bir atmosfer basınç altında –1850C’de renksiz bir sıvı haline gelir ve –189.40C’de buza benzeyen bir kitle halinde donar.

Argon çok düşük bir ısı iletkenliğine sahiptir. Bu özelliği ve devingen bir gaz olmaması nedeniyle elektrik ampullerinin doldurulmasında çok işe yarar. Yüksek sıcaklıkları ölçmeye yarayan gaz termometrelerinde de kullanılır. Argon sıvılaştırılmış havanın damıtılması ile ya da – atmosferdeki azotun katılaştırılmasıyla üretilen – nişadır ve nitratın artığı olarak elde edilir.

Kripton (Kr):
Atom numarası 26 atomik kütlesi 838 a.k.b. ’dir. e.n. –156.80C k.n. –15290C’dir. Kripton 1898 yılında Ramsay ve Travers’in çalışmaları sonucu keşfedilmiştir. Bu bilginler sıvı havanın buharlaştırılması sonucu ele geçen kalıntıda kriptonla birlikte ksenon soy gazını da keşfetmişlerdir. Kripton havada pek az bulunur. Bulunuş oranı 1.000.000 litre havada 1 litre kadardır. Bu gazın da başka soy gazlar gibi dayanıksız bileşikleri örneğin hidratları keşfedilmiştir. Kripton ksenonla birlikte elektrik ampullerini doldurmada kullanılır.

Ksenon (Xe):
Atom numarası 54 atomik kütlesi 1313 a.k.b. ’dir. e.n. 1120C ve k.n. –10710C’dir. 1898 yılında Ramsay ve Travers sıvı havanın damıtılmasından sonra kalan kısımda kriptonla birlikte ksenon soy gazını keşfettiler. 20 milyon litre havada ancak 1 litre ksenon vardır. Soy gaz olduğu için bileşik verme eğilimi göstermez. Yine bu nedenle bütün başka soy gazlar gibi tek atomlu moleküller halinde bulunur. Çünkü atomların elektron düzenleri kararlıdır. Elektron alıp-vererek ya da elektron ortaklığı yaparak elektron düzenini bozmayı istemez bununla birlikte adi sıcaklıkta bile dayanıksız olan bazı ksenon bileşikleri bulunmuştur. Bunlar daha çok birer katılma ürünüdür. Ksenon hidratları bu arada sayılabilir. Ksenon kriptonla birlikte argon yerine elektrik ampullerini doldurmada kullanılır. Bu suretle elektrik ampulünun ışık verimi artar. Ksenon özellikle projektör lambalarına konur bu suretle bu lambalarda yüksek ışık verimi sağlanır.

Radon (Rn):
Radyoaktif element. Eskiden niton adı ile bilinirdi. Soy gazlar grubunun son üyesidir. Atom numarası 86 atom tartısı 222 a.k.b. sembölü Rn dir. 1900 yılında keşfedilmiş ve radyum emanasyonu diye adlandırılmıştır. 1908 yılında Ramsay ve Gray radonu saf halde elde etmişler ve niton adını vermişlerdir. Niton ışıyan anlamına gelir. Gerçekten bu element radyoaktif tir. Radyoaktif ışınlar gönderir. Ancak elemente 1923 yılından beri radon denilmektedir; çünkü radyum çekirdeği bir alfa ışıması ile radonu vermektedir. Radon’un kütle numarası 219 olan izotopuna aktinon 220 olan izotopuna toron denir. Bunlarda doğada bulunan radyo aktif atomlardır. Radon bilinen gazların en ağırıdır. Litresinin ağırlığı 973 gr/litre kadardır. Soy gaz olduğu için değeri sıfırdır. Kimyasal etkinliği yoktur.

Asal Gazlar Neden Asildir? 
Çoğu kültürde; provoke edildiğinde sinirlenmeyen, hiçbir şey tarafından etkilenmeyen ve temelinde de her koşulda şerefini koruyan kişilere asil olarak adlandırırız. Şimdi bu durumu gazlardan bir kısmı gösterse, onlara Asal gaz adını mı vermemiz gerekir?

Elementlerin asaleti
BalloonElementlerden bazıları soylu insanlar gibi davranmaktadır. Her ne yaparsak yapalım, tamamen etkileşime(reaksiyon)a girmezler. Bunlar iki tiptir. Soy metaller ve soy gazlar. İridyum, platin ve altın soy metallerdir; helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon ise soy gazlardır.

Niçin Kimyasallar Tepki Verir?
Bildiğiniz gibi, tüm elementler atomlarında elektronlarına sahiptir. Elektronlar bir çift olmayı severler. Bir elektron yalnızsa, diğer eşini bulana kadar mutsuz kalacaktır. Bir elektron başka bir atomdaki başka yalnız elektronu bulursa; diğer atom ve o atomla bir araya gelmektedir. Böylece kimyasal reaksiyon olayı gerçekleşmektedir.

Bazı kimyasallar mesela sodyum gibi fazladan elektronları vardır. Diğer kimyasallar mesela klor, oksijen gibi bir veya iki tane elektrona ihtiyaç duyarlar. Bundan dolayı, eğer onlar birbirlerini gördüklerinde, hemen etkileşirler. Bu etkileşimden dolayı onlara temel elementler adı verilmektedir.

Bu özellikler olmasına rağmen soy gazlar niçin farklıdır? Her elektronun soy gaz atomlarında bir eşi vardır. Burada elektron kaybetmek ve yerini doldurmak gibi durumlar yoktur. Bu nedenden dolayı, asal gazlar hiçbir şeyle tepkime vermezler. Aslında böyle değildir. Asal gazları çok fazla ısıtırsak veya üzerlerine aşırı basınç uygularsak, elektron çifti dağılır ve reaktif durumuna geçmeye başlarlar. Bu gibi durumlar normal doğamızda olması imkânsız olaylardır; ancak büyük yıldızların derinliklerindeki durum hariç.

Ksenon yağ türevli maddelerde çözünmektedir, tıpkı hücre membranlarının yağ tabakasını oluşturması gibi. Dolayısıyla, anestetik olarak kullanılır, çünkü yağ tabakasına kolayca nüfuz edebilmekte ve sinir hücrenin işlevini bitirebilmektedir. Ksenon, oldukça güvenlidir ve başka maddeden kullanılan anestetikten daha hızlı uyandırabilme özelliği vardır.


Soy Gazların Herhangi Bir Kullanım Alanı Var Mıdır?
Çoğu element kullanışlıdır, çünkü diğer elementlerle beraber karmaşık bileşiklerini oluşturmaktadırlar; fakat soy gazlar tamamen kullanışsızdırlar. Aslında birkaç eğlenceli yerlerde kullanım alanları bulunmaktadır. asal gaz Doğum günü partilerinde, balonların belli bir seviyeye gelerek orada kaldıklarını görürüz; çünkü içerlerinde helyum gazına sahiptirler. Mercan kayalıkları hakkında bir televizyon programı seyrettiysen dalgıçların sırtlarında silindir şeklindeki nesneleri görürsün. Bu silindir şeklindeki tüp oksijen ve helyum karışım gazıyla doludur. Silindir şeklinde olması onu daha hafif yapmakta ve dalgıçların daha kolay nefes almasını sağlamaktadır. Hepimiz neon lambaların ne kadar harika bir şey olduğunu biliriz. Neon gazı, daha parlak ışık vermesi için tüplere doldurulmaktadır. Tüpü farklı şeylerle kaplarsak, farklı renklerde neon lambaları elde ederiz. Diğer asal gazlarda bu lambalarda kullanılabilir.

Hepimiz sinema salonların daha etkili olmasını talep ederiz. Bunu daha iyi yapmanın nedeni Ksenon’dur. Ksenon, ekrandaki filmin lambasının doldurulmasında kullanılır. Ksenon, argon ve kripton gibi hava yerine bu gazlarla doldurulmuş elektrik lambaları mevcuttur. Lazer ışınları; argon, kripton veya ksenon lambalarının damarlardaki kolesterol engelini ortadan kaldırmak ve göz kusurlarının düzeltilmesi amacıyla cerrahlar tarafından kullanılır.

Yazar:

Önceki Yayın
Sonraki Yayın