मौलिक अभिजात वर्ग
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आवर्त सारणी की प्रत्येक पंक्ति अंत में समाप्त होती है। सौ साल से कुछ अधिक पहले, उनके अस्तित्व की कल्पना भी नहीं की जाती थी। फिर उन्होंने अपने रासायनिक गुणों, या यूं कहें कि अपनी अनुपस्थिति से दुनिया को चकित कर दिया। बाद में भी वे प्रकृति के नियमों का तार्किक परिणाम निकले। उत्कृष्ट गैस।
समय के साथ, वे "कार्रवाई में चले गए", और पिछली शताब्दी के उत्तरार्ध में वे कम महान तत्वों से जुड़े होने लगे। आइए प्राथमिक उच्च समाज की कहानी इस तरह शुरू करें:
काफी समय पहले…
...एक स्वामी थे।
एक पुराने स्केच में लॉर्ड हेनरी कैवेंडिश (1731-1810)।
हेनरी कैवेंडिश वह सर्वोच्च ब्रिटिश अभिजात वर्ग से थे, लेकिन उन्हें प्रकृति के रहस्यों को जानने में रुचि थी। 1766 में, उन्होंने हाइड्रोजन की खोज की, और उन्नीस साल बाद उन्होंने एक प्रयोग किया जिसमें वे एक और तत्व खोजने में सक्षम हुए। वह यह पता लगाना चाहते थे कि क्या हवा में पहले से ज्ञात ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अलावा अन्य घटक भी हैं। उन्होंने एक मुड़ी हुई कांच की नली में हवा भरी, उसके सिरों को पारे के बर्तनों में डुबोया और उनके बीच विद्युत् डिस्चार्ज प्रवाहित किया। चिंगारी के कारण नाइट्रोजन ऑक्सीजन के साथ मिल गई और परिणामस्वरूप अम्लीय यौगिक क्षार समाधान द्वारा अवशोषित हो गए। ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, कैवेंडिश ने इसे ट्यूब में डाला और तब तक प्रयोग जारी रखा जब तक कि सभी नाइट्रोजन हटा नहीं दी गई। प्रयोग कई सप्ताह तक चला, इस दौरान पाइप में गैस की मात्रा लगातार कम हो रही थी। एक बार जब नाइट्रोजन समाप्त हो गई, कैवेंडिश ने ऑक्सीजन हटा दी और पाया कि बुलबुला अभी भी मौजूद था, जैसा कि उसने अनुमान लगाया था 1/120 प्रारंभिक वायु मात्रा. प्रभु ने प्रभाव को अनुभव की भूल समझकर अवशेषों के स्वरूप के बारे में नहीं पूछा। आज हम जानते हैं कि वह ओपनिंग के काफी करीब थे।' आर्गनलेकिन इस प्रयोग को पूरा होने में एक सदी से भी अधिक समय लग गया।
सौर रहस्य
सूर्य ग्रहण ने हमेशा आम लोगों और वैज्ञानिकों दोनों का ध्यान आकर्षित किया है। 18 अगस्त, 1868 को, इस घटना को देखने वाले खगोलविदों ने पहली बार सौर प्रमुखताओं का अध्ययन करने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोप (दस साल से भी कम समय पहले डिज़ाइन किया गया) का उपयोग किया था, जो एक अंधेरे डिस्क के साथ स्पष्ट रूप से दिखाई देता था। फ़्रेंच पियरे जानसेन इस प्रकार उन्होंने साबित किया कि सौर कोरोना में मुख्य रूप से हाइड्रोजन और पृथ्वी के अन्य तत्व शामिल हैं। लेकिन अगले दिन, फिर से सूर्य का अवलोकन करते हुए, उन्होंने सोडियम की विशिष्ट पीली रेखा के पास स्थित एक पहले से वर्णित वर्णक्रमीय रेखा देखी। जैनसेन उस समय ज्ञात किसी भी तत्व को इसका श्रेय देने में असमर्थ था। यही अवलोकन एक अंग्रेज खगोलशास्त्री ने भी किया था नॉर्मन लॉकर. वैज्ञानिकों ने हमारे तारे के रहस्यमय घटक के बारे में विभिन्न परिकल्पनाएँ सामने रखी हैं। लॉकयर ने उसका नाम रखा उच्च ऊर्जा लेजर, सूर्य के यूनानी देवता - हेलिओस की ओर से। हालांकि, अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना था कि उन्होंने जो पीली रेखा देखी, वह तारे के अत्यधिक उच्च तापमान पर हाइड्रोजन स्पेक्ट्रम का हिस्सा थी। 1881 में, एक इतालवी भौतिक विज्ञानी और मौसम विज्ञानी लुइगी पामेरी स्पेक्ट्रोस्कोप का उपयोग करके वेसुवियस की ज्वालामुखीय गैसों का अध्ययन किया। उनके स्पेक्ट्रम में, उन्हें हीलियम से संबंधित एक पीला बैंड मिला। हालाँकि, पामिएरी ने अपने प्रयोगों के परिणामों का अस्पष्ट रूप से वर्णन किया, और अन्य वैज्ञानिकों ने उनकी पुष्टि नहीं की। अब हम जानते हैं कि हीलियम ज्वालामुखीय गैसों में पाया जाता है, और इटली वास्तव में स्थलीय हीलियम स्पेक्ट्रम का निरीक्षण करने वाला पहला देश हो सकता है।
कैवेंडिश प्रयोग के लिए उपकरण दिखाने वाला 1901 का चित्रण
दशमलव के तीसरे स्थान पर खुल रहा है
XNUMXवीं शताब्दी के अंतिम दशक की शुरुआत में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी लॉर्ड रेले (जॉन विलियम स्ट्रट) ने विभिन्न गैसों के घनत्व को सटीक रूप से निर्धारित करने का निर्णय लिया, जिससे उनके तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को सटीक रूप से निर्धारित करना भी संभव हो गया। रेले एक परिश्रमी प्रयोगकर्ता थे, इसलिए उन्होंने अशुद्धियों का पता लगाने के लिए विभिन्न प्रकार के स्रोतों से गैसें प्राप्त कीं जो परिणामों को गलत साबित कर सकती थीं। वह दृढ़ संकल्प की त्रुटि को एक प्रतिशत के सौवें हिस्से तक कम करने में कामयाब रहे, जो उस समय बहुत छोटा था। विश्लेषण की गई गैसों ने माप त्रुटि के भीतर निर्धारित घनत्व का अनुपालन दिखाया। इसने किसी को आश्चर्यचकित नहीं किया, क्योंकि रासायनिक यौगिकों की संरचना उनके मूल पर निर्भर नहीं करती है। अपवाद नाइट्रोजन था - उत्पादन की विधि के आधार पर केवल इसका एक अलग घनत्व था। नाइट्रोजन वायुमंडलीय (ऑक्सीजन, जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड के पृथक्करण के बाद हवा से प्राप्त) हमेशा से भारी रहा है रासायनिक (इसके यौगिकों के अपघटन द्वारा प्राप्त)। अंतर, विचित्र रूप से पर्याप्त, स्थिर था और लगभग 0,1% था। इस घटना को समझाने में असमर्थ रेले ने अन्य वैज्ञानिकों की ओर रुख किया।
एक रसायनज्ञ द्वारा दी गई सहायता विलियम रामसे. दोनों वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि एकमात्र स्पष्टीकरण हवा से प्राप्त नाइट्रोजन में भारी गैस के मिश्रण की उपस्थिति थी। जब उन्हें कैवेंडिश प्रयोग का विवरण मिला, तो उन्हें लगा कि वे सही रास्ते पर हैं। उन्होंने इस बार आधुनिक उपकरणों का उपयोग करके प्रयोग दोहराया, और जल्द ही उनके पास एक अज्ञात गैस का नमूना था। स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण से पता चला है कि यह ज्ञात पदार्थों से अलग मौजूद है, और अन्य अध्ययनों से पता चला है कि यह अलग परमाणुओं के रूप में मौजूद है। अब तक, ऐसी गैसों का पता नहीं चल पाया है (हमारे पास O है)।2, एन2, एच2), तो इसका मतलब एक नया तत्व खोलना भी था। रेले और रामसे ने उसे बनाने की कोशिश की आर्गन (ग्रीक = आलसी) अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ। इसके संघनन का तापमान निर्धारित करने के लिए, उन्होंने उस समय दुनिया के एकमात्र व्यक्ति की ओर रुख किया जिसके पास उपयुक्त उपकरण था। वह था करोल ओल्स्ज़वेस्की, जगियेलोनियन विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर। ओल्शेव्स्की ने आर्गन को द्रवीभूत और ठोस बनाया, और इसके अन्य भौतिक मापदंडों को भी निर्धारित किया।
अगस्त 1894 में रेले और रामसे की रिपोर्ट ने बड़ी प्रतिध्वनि पैदा की। वैज्ञानिक इस बात पर विश्वास नहीं कर सके कि शोधकर्ताओं की पीढ़ियों ने हवा के 1% घटक की उपेक्षा की है, जो उदाहरण के लिए, चांदी से कहीं अधिक मात्रा में पृथ्वी पर मौजूद है। दूसरों के परीक्षणों ने आर्गन के अस्तित्व की पुष्टि की है। इस खोज को सही मायने में एक महान उपलब्धि और सावधानीपूर्वक प्रयोग की जीत माना गया (ऐसा कहा गया कि नया तत्व दशमलव के तीसरे स्थान में छिपा हुआ था)। हालाँकि, किसी को उम्मीद नहीं थी कि ऐसा होगा...
... गैसों का एक पूरा परिवार।
हीलियम समूह (शीर्ष पर परमाणु संख्या, नीचे परमाणु द्रव्यमान)।
वायुमंडल का पूरी तरह से विश्लेषण करने से पहले ही, एक साल बाद, रामसे को एक भूवैज्ञानिक पत्रिका के एक लेख में दिलचस्पी हो गई जिसमें एसिड के संपर्क में आने पर यूरेनियम अयस्कों से गैस निकलने की सूचना दी गई थी। रामसे ने फिर कोशिश की, स्पेक्ट्रोस्कोप से परिणामी गैस की जांच की और अपरिचित वर्णक्रमीय रेखाएं देखीं। के साथ परामर्श विलियम क्रुक्सस्पेक्ट्रोस्कोपी के विशेषज्ञ ने इस निष्कर्ष पर पहुंचाया कि पृथ्वी पर इसकी लंबे समय से तलाश थी उच्च ऊर्जा लेजर. अब हम जानते हैं कि यह प्राकृतिक रेडियोधर्मी तत्वों के अयस्कों में निहित यूरेनियम और थोरियम के क्षय उत्पादों में से एक है। रामसे ने फिर से ओल्स्ज़ेव्स्की को नई गैस को द्रवीकृत करने के लिए कहा। हालाँकि, इस बार उपकरण पर्याप्त रूप से कम तापमान प्राप्त करने में सक्षम नहीं था, और 1908 तक तरल हीलियम प्राप्त नहीं हुआ था।
हीलियम भी आर्गन की तरह एक मोनोआटोमिक गैस और निष्क्रिय निकली। दोनों तत्वों के गुण आवर्त सारणी के किसी भी परिवार में फिट नहीं हुए और उनके लिए एक अलग समूह बनाने का निर्णय लिया गया। [helowce_uklad] रामसे अपने सहयोगी के साथ मिलकर इस नतीजे पर पहुंचे कि इसमें कमियां हैं मॉरिस ट्रैवर्स आगे का शोध शुरू किया। तरल हवा को आसवित करके, रसायनज्ञों ने 1898 में तीन और गैसों की खोज की: नियोन (जीआर = नया), क्रीप्टोण (जीआर. = स्क्रीटी)आई क्सीनन (ग्रीक = विदेशी)। ये सभी, हीलियम सहित, हवा में न्यूनतम मात्रा में मौजूद हैं, आर्गन की तुलना में बहुत कम। नए तत्वों की रासायनिक निष्क्रियता ने शोधकर्ताओं को उन्हें एक सामान्य नाम देने के लिए प्रेरित किया। उत्कृष्ट गैस.
हवा से अलग करने के असफल प्रयासों के बाद, रेडियोधर्मी परिवर्तनों के उत्पाद के रूप में एक और हीलियम की खोज की गई। 1900 में फ्रेडरिक डोर्न ओराज़ी आंद्रे-लुई डेबिर्न उन्होंने रेडियम से गैस निकलते (जैसा कि उन्होंने तब कहा था) देखा, जिसे उन्होंने रेडियम कहा राडोण. जल्द ही यह देखा गया कि उत्सर्जन से थोरियम और एक्टिनियम (थोरोन और एक्टिनन) भी उत्सर्जित होते हैं। रामसे और फ्रेडरिक सोड्डी साबित कर दिया कि वे एक तत्व हैं और अगली उत्कृष्ट गैस हैं जिसे उन्होंने नाम दिया है निटोन (लैटिन = चमकना क्योंकि गैस के नमूने अंधेरे में चमकते थे)। 1923 में, निथॉन अंततः रेडॉन बन गया, जिसका नाम सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले आइसोटोप के नाम पर रखा गया।
वास्तविक आवर्त सारणी को बंद करने वाली आखिरी हीलियम स्थापना 2006 में डबना में रूसी परमाणु प्रयोगशाला में प्राप्त की गई थी। नाम, केवल दस साल बाद स्वीकृत हुआ, ओगेनसन, रूसी परमाणु भौतिक विज्ञानी के सम्मान में यूरी ओगनेस्यान. नए तत्व के बारे में केवल यही ज्ञात है कि यह अब तक ज्ञात सबसे भारी है और केवल कुछ ही नाभिक उत्पन्न हुए हैं जो एक मिलीसेकंड से भी कम समय तक जीवित रहे हैं।
रासायनिक गठजोड़
हीलियम की रासायनिक निष्क्रियता में विश्वास 1962 में ढह गया जब नील बार्टलेट उन्होंने सूत्र Xe [PtF. का एक यौगिक प्राप्त किया6]. क्सीनन यौगिकों का रसायन विज्ञान आज काफी व्यापक है: इस तत्व के फ्लोराइड, ऑक्साइड और यहां तक कि एसिड लवण भी ज्ञात हैं। इसके अलावा, वे सामान्य परिस्थितियों में स्थायी यौगिक हैं। क्रिप्टन क्सीनन की तुलना में हल्का है, कई फ्लोराइड बनाता है, जैसा कि भारी रेडॉन बनाता है (बाद की रेडियोधर्मिता अनुसंधान को और अधिक कठिन बना देती है)। दूसरी ओर, तीन सबसे हल्के - हीलियम, नियॉन और आर्गन - में स्थायी यौगिक नहीं होते हैं।
कम उत्कृष्ट साझेदारों के साथ उत्कृष्ट गैसों के रासायनिक यौगिकों की तुलना पुराने दुस्साहस से की जा सकती है। आज, यह अवधारणा अब मान्य नहीं है, और किसी को आश्चर्य नहीं होना चाहिए कि...
हेलीकॉप्टर, बाएं से दाएं: लॉर्ड रेले (जॉन विलियम स्ट्रट, 1842-1919), सर विलियम रैमसे (1852-1916) और मॉरिस ट्रैवर्स (1872-1961); यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के संग्रह से चित्र।
...अभिजात वर्ग काम करते हैं।
नाइट्रोजन और ऑक्सीजन पौधों में तरलीकृत वायु को अलग करके हीलियम प्राप्त किया जाता है। दूसरी ओर, हीलियम का स्रोत मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस है, जिसमें इसकी मात्रा कुछ प्रतिशत तक होती है (यूरोप में, सबसे बड़ा हीलियम उत्पादन संयंत्र संचालित होता है) मैंने विरोध किया, ग्रेटर पोलैंड वोइवोडीशिप में)। उनका पहला व्यवसाय चमकदार ट्यूबों में चमकना था। आजकल, नियॉन विज्ञापन अभी भी आंखों को भाता है, लेकिन हीलियम सामग्री भी कुछ प्रकार के लेजर का आधार हैं, जैसे कि आर्गन लेजर जो हमें दंत चिकित्सक या ब्यूटीशियन के पास मिलेगा।
क्षुद्रग्रह सेरेस के निकट क्सीनन आयन प्रोब डॉन का कलाकार द्वारा प्रस्तुतीकरण।
हीलियम प्रतिष्ठानों की रासायनिक निष्क्रियता का उपयोग एक ऐसा वातावरण बनाने के लिए किया जाता है जो ऑक्सीकरण से बचाता है, उदाहरण के लिए, जब वेल्डिंग धातु या हर्मेटिक खाद्य पैकेजिंग। हीलियम से भरे लैंप उच्च तापमान पर काम करते हैं (अर्थात, वे अधिक चमकते हैं) और बिजली का अधिक कुशलता से उपयोग करते हैं। आमतौर पर आर्गन का उपयोग नाइट्रोजन के साथ मिलाकर किया जाता है, लेकिन क्रिप्टन और क्सीनन और भी बेहतर परिणाम देते हैं। क्सीनन का नवीनतम उपयोग आयन रॉकेट प्रणोदन में प्रणोदन सामग्री के रूप में है, जो रासायनिक प्रणोदक प्रणोदन से अधिक कुशल है। सबसे हल्का हीलियम मौसम के गुब्बारों और बच्चों के गुब्बारों से भरा होता है। ऑक्सीजन के साथ मिश्रण में, हीलियम का उपयोग गोताखोरों द्वारा बड़ी गहराई पर काम करने के लिए किया जाता है, जो अपघटन बीमारी से बचने में मदद करता है। सुपरकंडक्टर्स के कार्य करने के लिए आवश्यक कम तापमान प्राप्त करने के लिए हीलियम का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।
ऑक्सीजन-हीलियम मिश्रण सुरक्षित गोताखोरी सुनिश्चित करता है।
