Elemental aristocracy

Kowane jere na tebur na lokaci-lokaci yana ƙare a ƙarshen. Sama da shekaru ɗari kaɗan da suka wuce, ba a ma tsammanin kasancewarsu ba. Sannan sun ba duniya mamaki da sinadarai, ko kuma rashinsu. Ko daga baya sun zama sakamako na hankali na dokokin yanayi. gas mai daraja.

Bayan lokaci, sun "shiga aiki", kuma a cikin rabi na biyu na karni na karshe sun fara haɗuwa da ƙananan abubuwa masu daraja. Bari mu fara labarin manyan al'umma kamar haka:

Wani lokaci mai tsawo…

… Akwai wani ubangiji.

Ubangiji Henry Cavendish (1731-1810) a cikin wani tsohon zane.

Henry Cavendish ya kasance daga cikin manyan aristocracy na Biritaniya, amma yana sha'awar koyan sirrin yanayi. A shekara ta 1766, ya gano hydrogen, kuma bayan shekaru goma sha tara ya gudanar da wani gwaji inda ya sami wani sinadari. Ya so ya gano ko iskar ta ƙunshi wasu abubuwa banda iskar oxygen da nitrogen da aka sani. Ya cika wani bututun gilashin lankwashe da iska, ya zura karshensa cikin tasoshin mercury sannan ya wuce masu fitar da wutar lantarki a tsakaninsu. Tartsatsin tartsatsin ya sa nitrogen ya haɗu tare da iskar oxygen, kuma abubuwan da ke haifar da acidic sun shiga cikin maganin alkali. Idan babu iskar oxygen, Cavendish ya ciyar da shi a cikin bututu kuma ya ci gaba da gwaji har sai an cire duk nitrogen. Gwajin ya dauki makonni da yawa, yayin da yawan iskar gas a cikin bututu ke raguwa koyaushe. Da zarar nitrogen ya ƙare, Cavendish ya cire iskar oxygen kuma ya gano cewa har yanzu kumfa yana wanzu, wanda ya kiyasta cewa zai kasance. ¹/₁₂₀ ƙarar iska ta farko. Ubangiji bai yi tambaya game da yanayin ragowar ba, yana la'akari da sakamakon kuskuren kwarewa. Yau mun san ya kusa budewa argon, amma an ɗauki fiye da ƙarni guda don kammala gwajin.

sirrin hasken rana

Husufin rana ya kasance yana jan hankalin talakawa da masana kimiyya. A ranar 18 ga Agusta, 1868, masana ilmin taurari da ke lura da wannan al'amari sun fara amfani da na'urar hangen nesa (wanda aka zana kasa da shekaru goma da suka wuce) don nazarin fitattun hasken rana, wanda ake iya gani a fili tare da duhu. Faransanci Pierre Janssen ta wannan hanyar ya tabbatar da cewa korona na rana ya ƙunshi galibin hydrogen da sauran abubuwan da ke cikin ƙasa. Amma washegari, yana sake kallon Rana, ya lura da wani layin da ba a siffanta shi a baya ba wanda ke kusa da sifa mai launin rawaya na sodium. Janssen ya kasa dangana shi ga kowane abu da aka sani a lokacin. Haka wani masanin falaki dan kasar Ingila ya yi kabad na norman. Masana kimiyya sun gabatar da hasashe daban-daban game da abin ban mamaki na tauraruwarmu. Lockyer ya sa masa suna high makamashi Laser, a madadin allahn rana Helios. Duk da haka, yawancin masana kimiyya sun yi imanin cewa layin rawaya da suka gani wani bangare ne na nau'in hydrogen a yanayin zafi mai tsananin gaske. A 1881, Italiyanci physicist da meteorologist Luigi Palmieri ne adam wata yayi nazarin iskar gas na Vesuvius ta amfani da spectroscope. A cikin bakan su, ya sami band ɗin rawaya wanda aka danganta zuwa helium. Sai dai Palmieri ya bayyana sakamakon gwaje-gwajen nasa a fili, kuma wasu masana kimiyya ba su tabbatar da hakan ba. Yanzu mun san cewa ana samun helium a cikin iskar gas mai aman wuta, kuma tabbas Italiya ita ce ta farko da ta fara kallon bakan helium na ƙasa.

Misali daga 1901 yana nuna kayan aikin gwajin Cavendish

Yana buɗewa a wuri na goma na uku

A farkon shekaru goma na ƙarshe na karni na XNUMX, masanin ilimin lissafi na Ingilishi Ubangiji Rayleigh (John William Strutt) ya yanke shawarar daidaita yawan iskar gas daban-daban, wanda kuma ya ba da damar tantance adadin atomic na abubuwan su daidai. Rayleigh ya kasance mai yin gwaji mai himma, don haka ya sami iskar gas daga wurare daban-daban don gano ƙazanta waɗanda ke gurbata sakamakon. Ya yi nasarar rage kuskuren azama zuwa kashi dari, wanda kadan ne a lokacin. Gas ɗin da aka bincika sun nuna yarda da ƙayyadaddun ƙima a cikin kuskuren auna. Wannan bai ba kowa mamaki ba, tun da abun da ke tattare da sinadaran sunadarai bai dogara da asalin su ba. Banda shi ne nitrogen - kawai yana da yawa daban-daban dangane da hanyar samarwa. Nitrogen na yanayi (samuwa daga iska bayan rabuwa da oxygen, ruwa tururi da carbon dioxide) ya kasance kullum nauyi fiye da. sinadarai (wanda aka samu ta hanyar rugujewar mahadi). Bambance-bambancen, abin banƙyama, ya kasance koyaushe kuma ya kai kusan 0,1%. Rayleigh, ya kasa bayyana wannan lamari, ya juya ga sauran masana kimiyya.

Taimakon da masanin sinadarai ke bayarwa William Ramsay. Dukansu masanan kimiyya sun kammala cewa bayanin kawai shine kasancewar haɗakar iskar gas mai nauyi a cikin nitrogen da aka samu daga iska. Lokacin da suka ci karo da bayanin gwajin Cavendish, sun ji cewa suna kan hanya madaidaiciya. Sun sake maimaita gwajin, a wannan karon sun yi amfani da kayan aiki na zamani, kuma nan da nan suka sami samfurin iskar gas da ba a san ko su waye ba. Binciken Spectroscopic ya nuna cewa yana wanzuwa daban da abubuwan da aka sani, kuma wasu binciken sun nuna cewa yana wanzuwa azaman ƙwayoyin halitta daban. Ya zuwa yanzu, ba a san irin waɗannan iskar gas ba (muna da O₂, N₂, H₂), don haka ma yana nufin buɗe wani sabon abu. Rayleigh da Ramsay sun yi ƙoƙari su sa shi argon (Girkanci = kasala) don amsawa tare da wasu abubuwa, amma babu wani amfani. Don sanin yanayin zafi na tari, sun juya zuwa ga mutum ɗaya kawai a duniya a lokacin wanda ke da na'urar da ta dace. Ya kasance Karol Olszewski ne adam wata, farfesa a fannin sinadarai a Jami'ar Jagiellonian. Olshevsky liquefied da kuma ƙarfafa argon, da kuma ƙaddara da sauran jiki sigogi.

Rahoton Rayleigh da Ramsay a watan Agustan 1894 ya haifar da babbar murya. Masana kimiyya ba za su iya yarda da cewa tsararraki masu bincike sun yi watsi da kashi 1% na iska, wanda ke cikin duniya a cikin adadin da ya fi girma, misali, azurfa. Gwajin da wasu suka yi sun tabbatar da kasancewar argon. An yi la'akari da binciken a matsayin babban nasara da nasara na gwaji a hankali (an ce sabon simintin yana ɓoye a wuri na goma na uku). Koyaya, babu wanda ya yi tsammanin cewa za a sami ...

... Dukan iyalin gas.

Ƙungiyar Helium (lambar atomic a saman, ƙwayar atomic a ƙasa).

Tun ma kafin a yi nazari sosai game da yanayin, shekara guda bayan haka, Ramsay ya fara sha'awar labarin wata jarida ta ilimin kasa da ta ba da rahoton sakin iskar gas daga ma'adinan uranium lokacin da aka fallasa su da acid. Ramsay ya sake gwadawa, ya nazarci iskar gas da ya haifar da spectroscope kuma ya ga layukan da ba a sani ba. Shawara tare da William Crookes, ƙwararre a cikin spectroscopy, ya kai ga ƙarshe cewa an daɗe ana nema a duniya high makamashi Laser. Yanzu mun san cewa wannan shi ne daya daga cikin lalata kayayyakin uranium da thorium, kunshe a cikin ores na halitta rediyoaktif abubuwa. Ramsay ya sake tambayar Olszewski da ya shayar da sabon iskar gas. Duk da haka, a wannan lokacin kayan aikin ba su da ikon samun isasshen yanayin zafi, kuma ba a sami helium na ruwa ba sai 1908.

Helium kuma ya juya ya zama iskar monatomic kuma mara aiki, kamar argon. Kaddarorin abubuwan biyu ba su dace da kowane dangi na tebur na lokaci-lokaci ba kuma an yanke shawarar ƙirƙirar rukuni daban don su. [helowce_uklad] Ramsay ya yanke shawarar cewa akwai gibi a ciki, kuma tare da abokin aikinsa. Morris Traverse ya fara bincike mai zurfi. Ta hanyar distilling ruwa iska, chemists gano karin gas uku a 1898: neon (gr. = sabo), krypton (gr. = skrыty) i xenon (Girkanci = waje). Dukkansu, tare da helium, suna cikin iska a cikin ƙananan adadi, ƙasa da argon. Haɓaka sinadarai na sabbin abubuwa ya sa masu bincike ba su suna na gama gari. gas mai daraja. 

Bayan yunƙurin rabuwa da iska bai yi nasara ba, an gano wani helium a matsayin samfurin sauye-sauye na rediyo. A cikin 1900 Frederick Dorn Oraz Andre-Louis Debirne sun lura da fitowar iskar gas (emanation, kamar yadda suka fada a lokacin) daga radium, wanda suka kira radon. Nan da nan aka lura cewa emanations kuma suna fitar da thorium da actinium (thoron da actinon). Ramsay da Frederick Soddy sun tabbatar da cewa su kashi daya ne kuma su ne iskar gas na gaba da suka sanya suna niton (Latin = don haskakawa saboda samfuran gas suna haskakawa a cikin duhu). A cikin 1923, nithon a ƙarshe ya zama radon, mai suna bayan isotope mafi dadewa.

An samo na ƙarshe na kayan aikin helium wanda ya kammala ainihin tebur na lokaci-lokaci a cikin 2006 a dakin gwaje-gwajen nukiliya na Rasha da ke Dubna. Sunan, wanda aka amince da shi bayan shekaru goma kawai, Oganesson, don girmama masanin kimiyyar nukiliyar Rasha Yuri Oganesyan. Abinda kawai aka sani game da sabon sinadari shine cewa shine mafi nauyi da aka sani ya zuwa yanzu kuma an sami ƴan nuclei kaɗan waɗanda suka rayu ƙasa da ɗaki ɗaya.

Rashin daidaituwar sinadarai

Imani da sinadari mai guba na helium ya rushe a 1962 lokacin Neil Bartlett ya sami mahadi na dabara Xe [PtF₆]. Ilimin sunadarai na mahadi na xenon a yau yana da yawa: fluorides, oxides har ma da gishirin acid na wannan kashi an san su. Bugu da ƙari, su ne mahaɗan dindindin a ƙarƙashin yanayin al'ada. Krypton ya fi xenon wuta, yana samar da fluorides da yawa, kamar yadda radon mai nauyi ya yi (haɗin rediyo na ƙarshen yana sa bincike ya fi wahala). A gefe guda kuma, mafi sauƙi guda uku - helium, neon da argon - ba su da mahadi na dindindin.

Ana iya kwatanta mahaɗan sinadarai na iskar gas masu daraja tare da ƙananan abokan haɗin gwiwa da tsofaffin ɓarna. A yau, wannan ra'ayi ya daina aiki, kuma bai kamata mutum ya yi mamakin cewa ...

Helicopters, daga hagu zuwa dama: Lord Rayleigh (John William Strutt, 1842–1919), Sir William Ramsay (1852–1916) da Morris Travers (1872–1961); hoto daga tarin Jami'ar College London.

… aristocrats aiki.

Ana samun helium ta hanyar rarraba iska mai ruwa a cikin tsire-tsire na nitrogen da oxygen. A daya hannun kuma, tushen helium galibi iskar gas ne, wanda a cikinsa ya kai kaso kadan cikin dari (a Turai, mafi girman masana'antar samar da helium tana aiki a ciki). Na yi tsayin daka, in Greater Poland Voivodeship). Sana'arsu ta farko ita ce haskakawa a cikin bututu masu haske. A zamanin yau, har yanzu tallan neon yana faranta wa ido rai, amma kayan helium kuma sune tushen wasu nau'ikan laser, irin su laser argon da za mu haɗu da su a likitan hakori ko ƙawata.

Mawallafin Mawaƙin na Xenon Ion Probe Dawn kusa da asteroid Ceres.

Ana amfani da sinadari na shuke-shuken helium don ƙirƙirar yanayi mai kariya daga iskar oxygen, misali, lokacin walda karafa ko rufe kayan abinci. Fitillun da aka cika da helium suna aiki ne a yanayin zafi mai girma (wato suna haskakawa) kuma suna amfani da wutar lantarki sosai. Yawanci ana amfani da argon a cikin cakuda tare da nitrogen, yayin da krypton da xenon suna ba da sakamako mafi kyau. Sabon amfani da xenon shine kayan motsa jiki a cikin injunan roka na ion, wanda yafi inganci fiye da injinan mai. Balloon yanayi da balloon yara suna cike da helium mafi sauƙi. Gauraye da iskar oxygen, masu ruwa suna amfani da helium don yin aiki a zurfin zurfi, wanda ke taimakawa wajen guje wa rashin lafiya. Mafi mahimmancin amfani da helium shine don cimma ƙananan yanayin zafi da ake buƙata don manyan masu sarrafawa suyi aiki.

Oxygen-helium cakuda yana tabbatar da nutsewa cikin aminci.