لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟ ولماذا سميت بهذا الاسم؟

تم اكتشاف الغازات النبيلة في نهاية القرن التاسع عشر وهي المجموعة الأكثر استقراراً من بين العناصر الكيميائية، عندما تم اكتشافها لأول مرة كانت خصائصها الغريبة لغزاً، نفس الخصائص التي لها الآن عدداً لا يُحصى من الاستخدامات الحديثة.

ما هي الغازات النبيلة؟

ستة غازات وهم: الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون.
هي غازات مستقرة بشكل فريد، كان يُعتقد أنها لا تشارك في أي تفاعلات كيميائية، لكن من خلال فهم استقرار الغازات النبيلة، اكتشف الفيزيائيون مفتاح الترابط الكيميائي.

أضاف العالم ديمتري مندليف الغازات النبيلة إلى جدوله الدوري حيث رتب العناصر في صفوف وأعمدة وفقاً لوزنها الذري، وأهم ما يميزها أنها غازات عديمة اللون والطعم والرائحة.

كما أنها غير قابلة للاشتعال وظل الاعتقاد لعقود أنها لا تستطيع الارتباط بذرات أخرى، لكنها تتفاعل عند توفر طاقة عالية، يمكن أن تؤين الإلكترونات الخارجية لها وهنا يستقطب الغاز النبيل إلكترونات من عناصر أخرى.

لماذا تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة؟

تستخدم الغازات النبيلة في الإضاءة لأنها غير نشطة كيميائياً ويمكن تلوينها بألوان مختلفة، كما أنها غير قابلة للاشتعال ولا تتفاعل مع الفتيل الموجود داخل الأنبوب أو جدران المصباح الزجاجية، الذي يساعد أيضاً في إطالة أعمار مصابيح الإضاءة.

استخدامات كل غاز من الغازات النبيلة في الإضاءة

تم اكتشاف إضاءة تفريغ الغاز لأول مرة وتسويقها في أوائل القرن العشرين، عندما قام المخترعون بتشغيل تيار كهربائي عالي الجهد عبر غازات مختلفة، اكتشفوا أن بعضها أدى إلى تآكل السلك داخل الأنبوب الزجاجي.

تمت تجربة الغازات النبيلة، المعروفة بأنها غير تفاعلية كيميائياً ووُجدت أنها تنتج ألواناً زاهية، النيون على وجه الخصوص ، يعطي توهجاً ساطعاً، هنا نسرد استخدام كل غاز من الغازات النبيلة:

النيون:

يشكل النيون جزءاً بسيطاً من الهواء الذي تتنفسه، تنقيته بسيطة وغير مكلفة، إنه الغاز الأكثر استخداماً للإشارات، مما يعطي توهجاً أحمر قوياً.

الأرجون:

إنتاج الأرجون غير مكلف وضوئه أضعف من ضوء النيون، عادة ما يتم إضافة كمية صغيرة من الزئبق لإنتاج ضوء أقوى، تتميز هذه المصابيح باللون الأزرق الفاتح.

على الرغم من أنه يمكنك إنتاج ألوان أخرى عن طريق طلاء الجزء الداخلي من الأنبوب الزجاجي بفوسفور حساس للأشعة فوق البنفسجية، ينبعث الزئبق من الأشعة فوق البنفسجية ويجعل الفوسفور يتوهج.

وفي المناخات الباردة، يمكن إضافة الهيليوم إلى الأرجون لتسخين المصباح بشكل أسرع، مما يجعل تشغيله أكثر كفاءة.

الهيليوم:

بالإضافة إلى استخدامه مع الأرجون، يمكن استخدام الهيليوم بمفرده لإنتاج توهج أحمر وردي، كما أن الهيليوم النقي هو عنصر خاص لمصابيح تفريغ الغاز أكثر من النيون أو الأرجون، هذا الغاز أكثر ندرة وينتج معظم الهيليوم بشكل طبيعي عن طريق الاضمحلال الإشعاعي ويوجد في رواسب الغاز الطبيعي.

الزينون:

يمكن استخدام غاز الزينون لإنتاج ضوء ساطع، كما هو الحال مع الهيليوم، لا يتم استخدامه غالباً بمفرده لإضاءة اللافتات، على الرغم من استخدامه منذ فترة طويلة للأضواء القوية والتصوير الفوتوغرافي بالفلاش، كما يمكن خلط الزينون بنسب مختلفة مع الغازات النبيلة الأخرى لعمل إضاءات بألوان مختلفة.

الكريبتون:

ينبعث من الكريبتون الضوء الأصفر والأبيض المميز، هذا يجعله مفيد للألوان الأخرى، إذا كان زجاج المصباح ملوناً، فإن الضوء الصادر من الكريبتون سوف يأخذ هذا اللون الجديد، كما هو الحال مع الزينون.

لماذا سميت الغازات النبيلة بهذا الاسم؟

القدرة على تجنب رد الفعل عند الاستفزاز وتجاهل النواقص البشرية، تعتبر إلى حد كبير سمة نبيلة في البشر، النبل الذي يسعى إليه البشر ليكون أحد سماتهم هو سمة طبيعية في الغازات النبيلة.

حيث أن ليس لديها ميل للتفاعل مع العناصر الأخرى، وبالتالي نادراً جداً ما تشكل مركبات مع عناصر أخرى.

ومع ذلك، مثلما يمكن دفع أحد النبلاء إلى فقدان كرامته، والتفاعل مع مواقف لا ترتقي لنبله، فإن الحصول على تفاعل للغاز النبيل أمر ممكن أيضاً مع وجود مصدر طاقة كبير بما فيه الكفاية.