Khí hiếm là nhóm nguyên tố nằm ở nhóm 18 trong bảng tuần hoàn, có đặc điểm đặc biệt là không xảy ra phản ứng hóa học với các chất khác trong môi trường.
Hãy cùng Bảo Phương khám phá về các loại khí hiếm này, tìm hiểu tính chất của chúng và các ứng dụng phong phú trong cuộc sống.
1. Khí hiếm là gì ?
- Khí hiếm, còn được gọi là khí trơ, là tên gọi chung cho các nguyên tố thuộc nhóm 18 trong bảng tuần hoàn.
- Các nguyên tố này được gọi là khí hiếm hay khí trơ vì chúng không tham gia vào bất kỳ phản ứng hóa học nào.
- Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn rằng nguyên tố có số nguyên tử 118, được đặt tên là Oganesson, có thực sự là khí hiếm hay không.
2. Nhóm khí hiếm bao gồm những chất nào?
- Khi nhìn vào bảng tuần hoàn, ta sẽ thấy các nguyên tố thuộc nhóm khí hiếm được sắp xếp từ trên xuống dưới lần lượt gồm: Heli, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon và Oganesson (đang nghiên cứu).
- Cũng bởi vì mức độ hoạt động hóa học kém nên các khí hiếm được các nhà khoa học phát hiện ra khá muộn.
- Năm 1868 khí Heli được phát hiện trong quang phổ mặt trời.
- Năm 1898 khí Neon, Krypton và Xenon được phát hiện.
- Năm 1894 Argon được phát hiện và nghiên cứu.
- Và năm 1900 Radon được phát hiện.
- Đến năm 2006 Oganesson được phát hiện và hiện nay đang vẫn được nghiên cứu.
3. Tìm hiểu những đặc điểm của khí hiếm
- Khí trơ được biết đến là phi kim, không phải kim loại. Khí trơ tồn tại trong bầu khí quyển trái đất của chúng ta.
- Cấu hình bền của khí hiếm đều có dạng electron ở ngoài cùng bền vững ns2np6, ngoại trừ Helium có cấu hình 1s2.
- Nhìn chung để đánh giá thì khí hiếm có cấu hình rất bền vững, khó phá vỡ liên kết.
- Các khí hiếm có lực tương tác nội phân tử cực kỳ yếu nên nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy đều thấp.
- Radon được tạo ra trong chuỗi phân rã của Urani.
- Heli tồn tại trong bầu khí quyển, trong các mỏ khoáng chất chứa Urani, Thori…
- Neon, Argon, Krypton, Xenon đều có trong bầu khí quyển của Trái Đất và được tách bằng cách hóa lỏng không khí và chưng cất phân đoạn.
4. Khí trơ có độc không ? Khí trơ có dẫn điện không ? Khí trơ có tan trong nước không ?
- Khí trơ thường là các loại khí không màu, không mùi, không vị và đa phần không độc.
- Tuy nhiên không vì thế mà chúng ta tùy tiện hít một lượng khí trơ lớn vào cơ thể. Ví dụ nếu hít lượng lớn khí Heli sẽ khiến cơ thể thiếu oxy, xuất hiện cảm giác buồn nôn, chóng mặt, đau đầu.
- Ngoài ra khí trơ Radon cũng được đánh giá tương đối độc do có tính phóng xạ.
- Đa phần các khí trơ đều sẽ không dẫn điện, không tan trong nước. Neon thường chỉ tan một ít trong rượu etylic.
5. Các ứng dụng của khí hiếm trong đời sống sản xuất
Mặc dù các khí hiếm trơ về mặt hóa học, nhưng chúng đều có những ứng dụng quan trọng trong sản xuất và đời sống của con người. Mỗi loại khí hiếm lại có những ứng dụng cụ thể khác nhau, cụ thể là:
5.1. Ứng dụng của khí Helium
Heli là chất khí nhẹ, chỉ nặng hơn khí Hydro, Heli được sử dụng trong:
- Thổi bóng bay, làm nhiên liệu đốt để khinh khí cầu bay lên không trung.
- Có trong bình dưỡng khí của thợ lặn sâu bởi vì khí Heli có tác dụng ngăn ngừa độc tính của các khi N2, CO2 có thể tràn vào bình thở của người lặn.
- Khí Heli hóa lỏng được sử dụng trong phương pháp chữa bệnh hen suyễn và bệnh trên đường hô hấp.
- Có khả năng làm biến đổi giọng nói.
- Được sử dụng làm lớp bảo vệ trong hàn kim loại…
5.2. Ứng dụng của khí Neon
- Do khí Neon có màu da cam ánh đỏ nên được sử dụng trong các đèn lắp trên biển quảng cáo. Neon còn được sử dụng làm đèn chỉ thị điện cao thế.
- Cùng với Heli, Neon là chất khí ứng dụng trong tạo các loại laser khí.
- Neon lỏng là chất làm lạnh trong công nghiệp.
- Ngoài ra Neon còn ứng dụng trong thu lôi, ống đo bước sóng, ống âm cực trong tivi…
5.3. Vai trò của khí Argon trong sản xuất
- Argon sử dụng làm chất khí trong các bóng đèn dây tóc do ngay ở nhiệt độ cao cũng ổn định và không tác dụng với dây tóc bóng đèn làm bằng vonfram.
- Tạo môi trường khí trơ trong công nghệ hàn kim loại.
- Có vai trò là lớp phủ bảo vệ trong sản xuất titan và một số nguyên tố hóa học khác, trong sản xuất chất bán dẫn…
- Ngoài ra Argon đang được nghiên cứu sử dụng trong điều trị ung thư.
5.4. Ứng dụng của Krypton
- Krypton được ứng dụng trong chế tạo laser Florua Krypton.
- Loại này thường được sử dụng trong sản xuất mạch tích hợp bán dẫn, gia công vi mô công nghiệp và nghiên cứu khoa học
5.5. Ứng dụng của Xenon
- Giúp chế tạo các đèn chớp Xenon sử dụng trong đèn chớp của máy ảnh.
- Là các tác nhân oxy hóa trong hóa phân tích, sử dụng trong nghiên cứu tinh thể học protein.
- Là chất gây mê toàn phần trong y học, tuy nhiên ít khi sử dụng do giá thành cao.
- Xenon được dùng trong các ứng dụng năng lượng hạt nhân như sử dụng trong các ,máy dò, buồn bọt hay các khu vực yêu cầu đặc biệt.
Khí hiếm có rất nhiều ứng dụng quan trọng, nhưng hiện nay do sử dụng quá mức, nguồn khí hiếm đang dần cạn kiệt. Do vậy, chúng ta cần tiết kiệm và sử dụng khí hiếm hợp lý.
Trên đây là những kiến thức tổng quan về khí hiếm, các nguyên tố thuộc nhóm khí hiếm, đặc điểm cũng như ứng dụng của chúng. Nếu bạn đọc có thêm thắc mắc gì, hãy liên hệ với chúng tôi qua trang web baophuonggas.com hoặc qua số hotline 0977 26 3879.