Gdybyś zapytał przeciętnego naukowca o gazy szlachetne, prawdopodobnie powiedziałby ci, że mają one stosunkowo niską aktywność chemiczną. Należą do nich Argon, Xenon i Krypton. Jeśli miałbyś spróbować rozłożyć gaz szlachetny, musiałbyś sprawić, by przeszedł przez długi, skomplikowany proces. Jest jednak sposób, aby dotrzeć do chemii gazów szlachetnych. Poznając chemię tych gazów, można zrozumieć, jak można je wykorzystać do takich rzeczy jak tworzenie paliwa rakietowego.
Argon
Słowo „argon” pochodzi od greckiego argon, co oznacza leniwy lub nieaktywny. Argon jest chemicznie obojętnym, bezbarwnym i bezwonnym gazem bez aktywności biologicznej i fizjologicznej. Najczęściej stosowany jest w przemyśle metalowym. Służy również jako środek izolujący ciepło i osłona gazu obojętnego.
Argon jest jednym z sześciu gazów szlachetnych. Wszystkie te gazy są bezwonne, bezbarwne i obojętne chemicznie. Uważa się również, że nie są reaktywne, co czyni je idealnymi do stosowania w procesach przemysłowych.
Argon występuje naturalnie w powietrzu i wodzie morskiej. Powstaje również w wyniku rozpadu potasu-40 w skorupie ziemskiej. Jest trzecim, po helu i radonie, najczęściej występującym gazem szlachetnym. Czystość argonu wyrażana jest w dziewiątkach, co odnosi się do ilości argonu obecnego w próbce.
Argon jest stosunkowo rzadkim gazem, zajmującym jedynie 1,288% atmosfery ziemskiej. Jest gazem bezbarwnym, o temperaturze wrzenia pomiędzy azotem a tlenem. Pierwiastek jest obojętny chemicznie, średnio 0,009% masy, jest bezwonny.
Krypton
Krypton jest bezbarwnym, bezwonnym i obojętnym gazem. Uważany jest za najbardziej stabilny z gazów szlachetnych. Występuje w śladowych ilościach w atmosferze.
W początkach XIX wieku szkocki chemik William Ramsay odkrył ten pierwiastek. Badał on skroplone powietrze i stwierdził, że powstało ono, gdy ciekłe powietrze wyparowało. Zidentyfikował również trzy inne gazy szlachetne.
Szkocki chemik Morris Travers badał później proces, w którym osadzała się niewielka ilość kryptonu. Doprowadziło to do odkrycia ksenonu i neonu. Zarówno krypton jak i ksenon powstawały podczas odparowywania ciekłego powietrza.
Krypton jest stosowany w oświetleniu i fotografii. Jest silnym utleniaczem i może być łączony z fluorem tworząc proste związki. Ponadto jest stosowany w termicznie wydajnych oknach. Czasami jest łączony z argonem, aby stworzyć okna z podwójnymi szybami. Jest również mieszany z innymi gazami szlachetnymi w lampach fluorescencyjnych.
Ksenon
Gaz szlachetny ksenon ma kilka ważnych zastosowań w biologii. Stosowany jest również w żarówkach i w spawaniu łukowym. Stwierdzono, że ma pozytywny wpływ na układ nerwowy, np. aktywuje neurony kontrolujące świadomość. Jest również bezpieczną alternatywą dla środków znieczulających.
Jest wykorzystywany w wielu zastosowaniach medycznych, w tym w neurologii i okulistyce. Ksenon jest również skutecznym środkiem znieczulającym, powodującym utratę przytomności. Stosuje się go również w leczeniu zaburzeń obsesyjno-kompulsyjnych i choroby Alzheimera. Stosowano go również w leczeniu zmian skórnych.
Ksenon ma największą powłokę walencyjną ze wszystkich gazów szlachetnych. Atom ten posiada 8 elektronów walencyjnych, co czyni go niezwykle stabilnym. Atom ten jest w stanie wiązać się kowalencyjnie z azotem i węglem.
Ksenon może być utleniony przez grupy elektronegatywne. Uważany jest za najbardziej rozpuszczalny z gazów szlachetnych. Jest również utleniany przez silne utleniacze.
Hel
Hel jest drugim najobficiej występującym pierwiastkiem we wszechświecie. Jest lżejszy od wodoru i można go znaleźć w złożach gazu ziemnego. Jest używany w wielu zaawansowanych technologicznie procesach, w tym w optycznych włóknach szklanych i spawaniu łukowym.
Do niedawna uważano, że hel jest chemicznie obojętny. Ale jego szlachetni kuzyni pokazali, że mogą tworzyć stabilne związki. W rezultacie naukowcy od dziesięcioleci poszukują cząsteczek zawierających hel.
Jednakże hel ma niską aktywność chemiczną, co oznacza, że ma bardzo małą reaktywność. Może być mieszany z tlenem, aby ułatwić oddychanie. Został również wykorzystany w maszynach do obrazowania medycznego. Ponadto, ma potencjał do ochrony różnych organów u ludzi. Na przykład może zmniejszyć uszkodzenia komórkowe w mięśniu sercowym i komórkach kanalików nerkowych, z których oba są podatne na niedokrwienie i reperfuzję.
Wpływ helu w ludzkim ciele jest obecnie badany. Niektórzy badacze sugerują, że może on mieć łagodne właściwości przeciwzapalne. Mogłoby to być pomocne dla pacjentów z zaburzeniami wentylacji. Wykazano również, że może pomóc w zmniejszeniu markerów zapalnych na leukocytach.