मौलिक अभिजात वर्ग
सामग्री
नियतकालिक सारणीची प्रत्येक पंक्ती शेवटी संपते. शंभर वर्षांपूर्वी त्यांचे अस्तित्व अपेक्षितही नव्हते. मग त्यांनी त्यांच्या रासायनिक गुणधर्मांनी किंवा त्यांच्या अनुपस्थितीने जगाला चकित केले. जरी नंतर ते निसर्गाच्या नियमांचे तार्किक परिणाम ठरले. उदात्त वायू.
कालांतराने, ते "कृतीत गेले" आणि गेल्या शतकाच्या उत्तरार्धात ते कमी उदात्त घटकांशी संबंधित होऊ लागले. प्राथमिक उच्च समाजाची गोष्ट अशी सुरू करूया:
फार पूर्वी…
… एक स्वामी होते.
लॉर्ड हेन्री कॅव्हेंडिश (१७३१-१८१०) जुन्या स्केचमध्ये.
हेन्री कॅव्हेंडिश तो सर्वोच्च ब्रिटिश अभिजात वर्गातील होता, परंतु त्याला निसर्गाची रहस्ये जाणून घेण्यात रस होता. 1766 मध्ये, त्याला हायड्रोजनचा शोध लागला आणि एकोणीस वर्षांनंतर त्याने एक प्रयोग केला ज्यामध्ये त्याला दुसरा घटक सापडला. त्याला हवेत आधीच ज्ञात ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन व्यतिरिक्त इतर घटक आहेत का हे शोधायचे होते. त्याने वाकलेली काचेची नळी हवेने भरली, त्याची टोके पाराच्या वाहिन्यांमध्ये बुडवली आणि त्यांच्यामध्ये विद्युत स्त्राव पार केला. ठिणग्यांमुळे नायट्रोजनचा ऑक्सिजनशी संयोग झाला आणि परिणामी अम्लीय संयुगे अल्कली द्रावणाद्वारे शोषली गेली. ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत, कॅव्हेंडिशने ते ट्यूबमध्ये दिले आणि सर्व नायट्रोजन काढून टाकेपर्यंत प्रयोग चालू ठेवला. प्रयोग अनेक आठवडे चालला, ज्या दरम्यान पाईपमधील गॅसचे प्रमाण सतत कमी होत होते. एकदा नायट्रोजन संपल्यानंतर, कॅव्हेंडिशने ऑक्सिजन काढून टाकला आणि असे आढळले की बबल अजूनही अस्तित्वात आहे, ज्याचा त्याचा अंदाज होता. 1/120 प्रारंभिक हवा खंड. परिणाम हा अनुभवाची चूक मानून परमेश्वराने अवशेषांचे स्वरूप विचारले नाही. आज आपल्याला माहित आहे की तो सलामीच्या अगदी जवळ होता आर्गॉन, पण प्रयोग पूर्ण होण्यासाठी शतकापेक्षा जास्त वेळ लागला.
सौर रहस्य
सूर्यग्रहण नेहमीच सामान्य लोक आणि शास्त्रज्ञ दोघांचे लक्ष वेधून घेतात. 18 ऑगस्ट 1868 रोजी, या घटनेचे निरीक्षण करणार्‍या खगोलशास्त्रज्ञांनी प्रथम एका स्पेक्ट्रोस्कोपचा वापर केला (दहा वर्षांपूर्वी डिझाइन केलेले) सौर प्रमुखतेचा अभ्यास करण्यासाठी, गडद डिस्कसह स्पष्टपणे दृश्यमान. फ्रेंच पियरे जॅन्सन अशा प्रकारे त्याने हे सिद्ध केले की सौर कोरोनामध्ये मुख्यतः हायड्रोजन आणि पृथ्वीवरील इतर घटक असतात. पण दुसर्‍या दिवशी, पुन्हा सूर्याचे निरीक्षण करताना, त्याला सोडियमच्या वैशिष्ट्यपूर्ण पिवळ्या रेषेजवळ एक पूर्वी वर्णन न केलेली वर्णक्रमीय रेषा दिसली. त्या वेळी ज्ञात असलेल्या कोणत्याही घटकास त्याचे श्रेय देण्यास जॅन्सेन अक्षम होते. असेच निरीक्षण एका इंग्रजी खगोलशास्त्रज्ञाने केले आहे नॉर्मन लॉकर. आपल्या ताऱ्याच्या रहस्यमय घटकाबद्दल शास्त्रज्ञांनी विविध गृहीतके मांडली आहेत. लॉकियरने त्याचे नाव दिले उच्च ऊर्जा लेसर, सूर्याच्या ग्रीक देवाच्या वतीने - हेलिओस. तथापि, बहुतेक शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास होता की त्यांनी पाहिलेली पिवळी रेषा ताऱ्याच्या अत्यंत उच्च तापमानात हायड्रोजन स्पेक्ट्रमचा भाग होती. 1881 मध्ये, इटालियन भौतिकशास्त्रज्ञ आणि हवामानशास्त्रज्ञ लुइगी पाल्मीरी स्पेक्ट्रोस्कोप वापरून व्हेसुव्हियसच्या ज्वालामुखीय वायूंचा अभ्यास केला. त्यांच्या स्पेक्ट्रममध्ये, त्याला हेलियमचे श्रेय असलेला पिवळा बँड आढळला. तथापि, पाल्मीरीने त्याच्या प्रयोगांच्या परिणामांचे अस्पष्टपणे वर्णन केले आणि इतर शास्त्रज्ञांनी त्यांची पुष्टी केली नाही. हेलियम हे ज्वालामुखीय वायूंमध्ये आढळते हे आता आपल्याला माहीत आहे आणि पृथ्वीवरील हेलियम स्पेक्ट्रमचे निरीक्षण करणारे इटली हे खरेच पहिले असावे.
कॅव्हेंडिश प्रयोगासाठी उपकरणे दर्शवणारे 1901 चे चित्रण
तिसऱ्या दशांश ठिकाणी उघडत आहे
XNUMX व्या शतकाच्या शेवटच्या दशकाच्या सुरूवातीस, इंग्रजी भौतिकशास्त्रज्ञ लॉर्ड रेले (जॉन विल्यम स्ट्रट) यांनी विविध वायूंची घनता अचूकपणे निर्धारित करण्याचा निर्णय घेतला, ज्यामुळे त्यांच्या घटकांचे अणू वस्तुमान अचूकपणे निर्धारित करणे देखील शक्य झाले. रेले हा एक मेहनती प्रयोगकर्ता होता, म्हणून त्याने परिणामांना खोटे ठरवणाऱ्या अशुद्धता शोधण्यासाठी विविध स्त्रोतांकडून वायू मिळवले. त्याने निर्धाराची त्रुटी एका टक्क्याच्या शंभरावा भागापर्यंत कमी करण्यात व्यवस्थापित केले, जे त्यावेळी फारच कमी होते. विश्लेषण केलेल्या वायूंनी मोजमाप त्रुटीमध्ये निर्धारित घनतेचे अनुपालन दर्शवले. यामुळे कोणालाही आश्चर्य वाटले नाही, कारण रासायनिक संयुगेची रचना त्यांच्या उत्पत्तीवर अवलंबून नाही. अपवाद नायट्रोजन होता - केवळ उत्पादनाच्या पद्धतीनुसार त्याची घनता वेगळी होती. नायट्रोजन वातावरणीय (ऑक्सिजन, पाण्याची वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइड वेगळे केल्यानंतर हवेतून मिळवलेले) नेहमीपेक्षा जड असते रासायनिक (त्याच्या संयुगांच्या विघटनाने प्राप्त होते). फरक, विचित्रपणे पुरेसा, स्थिर होता आणि सुमारे 0,1% इतका होता. रेले, या घटनेचे स्पष्टीकरण देण्यास असमर्थ, इतर शास्त्रज्ञांकडे वळले.
केमिस्टने देऊ केलेली मदत विल्यम रामसे. दोन्ही शास्त्रज्ञांनी असा निष्कर्ष काढला की हवेतून मिळवलेल्या नायट्रोजनमध्ये जड वायूचे मिश्रण असणे हे एकमेव स्पष्टीकरण आहे. जेव्हा त्यांना कॅव्हेंडिश प्रयोगाचे वर्णन आले तेव्हा त्यांना वाटले की ते योग्य मार्गावर आहेत. त्यांनी प्रयोगाची पुनरावृत्ती केली, यावेळी आधुनिक उपकरणे वापरून, आणि लवकरच त्यांच्या ताब्यात अज्ञात वायूचा नमुना आला. स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषणाने दर्शविले आहे की ते ज्ञात पदार्थांपासून वेगळे अस्तित्वात आहे आणि इतर अभ्यासांनी दर्शविले आहे की ते वेगळे अणू म्हणून अस्तित्वात आहे. आतापर्यंत, असे वायू ज्ञात नाहीत (आमच्याकडे ओ2एन2, एच2), म्हणजे याचा अर्थ नवीन घटक उघडणे देखील होते. रेले आणि रामसे यांनी त्याला बनवण्याचा प्रयत्न केला आर्गॉन (ग्रीक = आळशी) इतर पदार्थांसह प्रतिक्रिया देण्यासाठी, परंतु काही उपयोग झाला नाही. त्याच्या संक्षेपणाचे तापमान निश्चित करण्यासाठी, ते त्या वेळी जगातील एकमेव व्यक्तीकडे वळले ज्याच्याकडे योग्य उपकरणे होते. ते होते कॅरोल ओल्स्झेव्स्की, जगिलोनियन विद्यापीठातील रसायनशास्त्राचे प्राध्यापक. ओल्शेव्स्कीने द्रवीकृत आणि घनरूप आर्गॉन, आणि त्याचे इतर भौतिक मापदंड देखील निर्धारित केले.
ऑगस्ट 1894 मध्ये रेले आणि रॅमसे यांच्या अहवालाने मोठा आवाज उठवला. शास्त्रज्ञांना विश्वास बसत नाही की संशोधकांच्या पिढ्यांनी हवेच्या 1% घटकाकडे दुर्लक्ष केले आहे, जे पृथ्वीवर आहे, उदाहरणार्थ, चांदीपेक्षा जास्त प्रमाणात. इतरांच्या चाचण्यांनी आर्गॉनच्या अस्तित्वाची पुष्टी केली आहे. शोध योग्यरित्या एक महान उपलब्धी आणि काळजीपूर्वक प्रयोगाचा विजय मानला गेला (असे म्हटले गेले की नवीन घटक तिसऱ्या दशांश ठिकाणी लपलेला होता). तथापि, कोणीही असेल अशी अपेक्षा नाही ...
… वायूंचे संपूर्ण कुटुंब.
हेलियम गट (शीर्षस्थानी अणुक्रमांक, तळाशी अणु वस्तुमान).
वातावरणाचे सखोल विश्लेषण होण्याआधीच, एक वर्षानंतर, रॅमसेला भूगर्भशास्त्राच्या जर्नलच्या लेखात रस निर्माण झाला ज्यामध्ये अॅसिडच्या संपर्कात आल्यावर युरेनियम धातूपासून वायू बाहेर पडतो. रामसेने पुन्हा प्रयत्न केला, परिणामी वायूचे स्पेक्ट्रोस्कोपने परीक्षण केले आणि अपरिचित वर्णक्रमीय रेषा पाहिल्या. सह सल्लामसलत विल्यम क्रोक्स, स्पेक्ट्रोस्कोपी मधील तज्ञ, असा निष्कर्ष काढला की ते पृथ्वीवर खूप पूर्वीपासून शोधले जात आहे उच्च ऊर्जा लेसर. आता आपल्याला माहित आहे की हे युरेनियम आणि थोरियमच्या क्षय उत्पादनांपैकी एक आहे, जे नैसर्गिक किरणोत्सर्गी घटकांच्या धातूमध्ये समाविष्ट आहे. रामसेने पुन्हा ओल्स्झेव्स्कीला नवीन वायू द्रवरूप करण्यास सांगितले. तथापि, यावेळी उपकरणे पुरेसे कमी तापमान साध्य करण्यास सक्षम नव्हते आणि 1908 पर्यंत द्रव हीलियम प्राप्त झाले नाही.
हेलियम देखील एक मोनोटोमिक वायू बनला आणि आर्गॉनसारखा निष्क्रिय झाला. दोन्ही घटकांचे गुणधर्म आवर्त सारणीच्या कोणत्याही कुटुंबात बसत नाहीत आणि त्यांच्यासाठी स्वतंत्र गट तयार करण्याचा निर्णय घेण्यात आला. [helowce_uklad] रॅमसे या निष्कर्षापर्यंत पोहोचला की त्यात काही अंतर आहे आणि त्याच्या सहकाऱ्यासह मॉरिसेम ट्रॅव्हर्सम पुढील संशोधन सुरू केले. द्रव हवा डिस्टिलिंग करून, रसायनशास्त्रज्ञांनी 1898 मध्ये आणखी तीन वायू शोधले: निऑन (gr. = नवीन), क्रिप्टन (gr. = skryty) i क्सीनन (ग्रीक = विदेशी). ते सर्व, हेलियमसह, हवेत कमीतकमी प्रमाणात उपस्थित असतात, आर्गॉनपेक्षा खूपच कमी. नवीन घटकांच्या रासायनिक निष्क्रियतेने संशोधकांना त्यांना एक सामान्य नाव देण्यास प्रवृत्त केले. उदात्त वायू.
हवेपासून वेगळे होण्याच्या अयशस्वी प्रयत्नांनंतर, किरणोत्सर्गी परिवर्तनांचे उत्पादन म्हणून आणखी एक हेलियम शोधला गेला. 1900 मध्ये फ्रेडरिक डॉर्न ओराझ आंद्रे-लुई डेबर्न त्यांना रेडियममधून वायू (उत्पन्न, त्यांनी म्हटल्याप्रमाणे) सोडल्याचे लक्षात आले, ज्याला ते म्हणतात रेडॉन. हे लवकरच लक्षात आले की उत्सर्जन थोरियम आणि ऍक्टिनियम (थोरॉन आणि ऍक्टिनॉन) देखील उत्सर्जित करतात. रामसे आणि फ्रेडरिक सोडी सिद्ध केले की ते एक घटक आहेत आणि त्यांनी नाव दिलेला पुढील उदात्त वायू आहेत निटॉन (लॅटिन = चमकणे कारण गॅसचे नमुने अंधारात चमकतात). 1923 मध्ये, निथॉन शेवटी रेडॉन बनले, ज्याचे नाव सर्वात जास्त काळ जगणाऱ्या समस्थानिकेवर ठेवण्यात आले.
वास्तविक नियतकालिक सारणी बंद करणारी शेवटची हीलियम स्थापना 2006 मध्ये दुबना येथील रशियन अणु प्रयोगशाळेत प्राप्त झाली. फक्त दहा वर्षांनंतर नाव मंजूर झाले. ओगानेसन, रशियन आण्विक भौतिकशास्त्रज्ञांच्या सन्मानार्थ युरी ओगानेसियान. नवीन घटकाबद्दल फक्त एकच गोष्ट ज्ञात आहे की ते आतापर्यंत ज्ञात असलेले सर्वात वजनदार आहे आणि फक्त काही केंद्रके प्राप्त झाली आहेत जी एक मिलीसेकंदपेक्षा कमी काळ जगली आहेत.
रासायनिक गैरप्रकार
हेलियमच्या रासायनिक निष्क्रियतेवरील विश्वास 1962 मध्ये कोसळला तेव्हा नील बार्टलेट त्याला Xe [PtF' या सूत्राचे संयुग मिळाले6]. आज झेनॉन संयुगेचे रसायनशास्त्र खूप विस्तृत आहे: फ्लोराइड, ऑक्साइड आणि या घटकाचे आम्ल लवण देखील ज्ञात आहेत. याव्यतिरिक्त, ते सामान्य परिस्थितीत कायमस्वरूपी संयुगे आहेत. क्रिप्टन झेनॉनपेक्षा हलका आहे, अनेक फ्लोराईड्स बनवतो, जसे की जड रेडॉन (नंतरच्या रेडिओअॅक्टिव्हिटीमुळे संशोधन अधिक कठीण होते). दुसरीकडे, तीन सर्वात हलके - हेलियम, निऑन आणि आर्गॉन - कायमस्वरूपी संयुगे नसतात.
कमी उदात्त भागीदारांसह उदात्त वायूंच्या रासायनिक संयुगेची तुलना जुन्या गैरसमजांशी केली जाऊ शकते. आज, ही संकल्पना यापुढे वैध नाही, आणि कोणीही आश्चर्यचकित होऊ नये ...
हेलिकॉप्टर, डावीकडून उजवीकडे: लॉर्ड रेले (जॉन विल्यम स्ट्रट, 1842-1919), सर विल्यम रामसे (1852-1916) आणि मॉरिस ट्रॅव्हर्स (1872-1961); युनिव्हर्सिटी कॉलेज लंडनच्या संग्रहातील पोर्ट्रेट.
… खानदानी काम करतात.
नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन वनस्पतींमध्ये द्रवरूप हवा वेगळे करून हेलियम मिळते. दुसरीकडे, हेलियमचा स्त्रोत मुख्यतः नैसर्गिक वायू आहे, ज्यामध्ये ते काही टक्के प्रमाणात आहे (युरोपमध्ये, सर्वात मोठा हीलियम उत्पादन प्रकल्प येथे कार्यरत आहे. ओडोलानुव, ग्रेटर पोलंड व्हॉईवोडशिपमध्ये). त्यांचा पहिला व्यवसाय प्रकाशमय नळ्यांमध्ये चमकणे हा होता. आजकाल, निऑन जाहिराती अजूनही डोळ्यांना आनंद देणारी आहेत, परंतु हेलियम सामग्री देखील काही प्रकारच्या लेसरचा आधार आहे, जसे की आर्गॉन लेसर ज्याला आपण दंतचिकित्सक किंवा ब्यूटीशियनकडे भेटू.
क्षुद्रग्रह सेरेस जवळ झेनॉन आयन प्रोब डॉनचे कलाकार प्रस्तुतीकरण.
हेलियम इंस्टॉलेशन्सची रासायनिक निष्क्रियता ऑक्सिडेशनपासून संरक्षण करणारे वातावरण तयार करण्यासाठी वापरली जाते, उदाहरणार्थ, धातू किंवा हर्मेटिक फूड पॅकेजिंग वेल्डिंग करताना. हेलियमने भरलेले दिवे जास्त तापमानावर चालतात (म्हणजे ते अधिक उजळतात) आणि विजेचा अधिक कार्यक्षमतेने वापर करतात. सामान्यतः आर्गॉनचा वापर नायट्रोजनसह मिश्रित केला जातो, परंतु क्रिप्टन आणि झेनॉन आणखी चांगले परिणाम देतात. झेनॉनचा नवीनतम वापर आयन रॉकेट प्रोपल्शनमध्ये प्रोपल्शन सामग्री म्हणून केला जातो, जो रासायनिक प्रणोदक प्रोपल्शनपेक्षा अधिक कार्यक्षम आहे. सर्वात हलके हेलियम हवामानातील फुगे आणि मुलांसाठी फुगे भरलेले आहे. ऑक्सिजनच्या मिश्रणात, हेलियमचा वापर डायव्हर्स मोठ्या खोलीवर काम करण्यासाठी करतात, ज्यामुळे डीकंप्रेशन आजार टाळण्यास मदत होते. हेलियमचा सर्वात महत्वाचा वापर म्हणजे सुपरकंडक्टर्सच्या कार्यासाठी आवश्यक असलेले कमी तापमान साध्य करणे.
ऑक्सिजन-हीलियम मिश्रण सुरक्षित डायव्हिंग सुनिश्चित करते.
