8A Grubu elementleri
ASAL GAZLAR:
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 4,003 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 = 13,4 kg. olur. Aynı balon helyumla doldurulursa ağırlığı 2 kg. olacaktır. Öyle ise, havanın kaldırma kuvveti 14,4-2 = 12,4 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 20,183 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 39,944’ 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 %1,28 ,hacim yüzdesi %0,93’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 83,8 a.k.b. ’dir. e.n., –156.80C, k.n. –152,90C’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 131,3 a.k.b. ’dir. e.n., 1120C ve k.n. –107,10C’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 9,73 gr/litre kadardır. Soy gaz olduğu için değeri sıfırdır. Kimyasal etkinliği yoktur.
