Elemental aristokrazia

Taula periodikoaren errenkada bakoitza amaieran amaitzen da. Duela ehun urte pasatxo, haien existentzia ere ez zen suposatzen. Orduan, mundua txunditu zuten beren propietate kimikoekin, edo hobeto esanda, haien ezarekin. Geroago ere naturaren legeen ondorio logiko bat izan ziren. gas nobleak.

Denboraren poderioz, «ekintzara» joan ziren, eta joan den mendearen bigarren erdian elementu hain nobleekin lotzen hasi ziren. Has gaitezen oinarrizko goi gizartearen istorioa honela:

Aspaldi…

... Jaun bat zegoen.

Lord Henry Cavendish (1731-1810) zirriborro zahar batean.

Henry Cavendish britainiar aristokrazia gorenekoa zen, baina naturaren sekretuak ikasteko interesa zuen. 1766an, hidrogenoa aurkitu zuen, eta hemeretzi urte geroago beste elementu bat aurkitu ahal izan zuen esperimentu bat egin zuen. Jada ezagutzen den oxigenoaz eta nitrogenoz gain, aireak beste osagairik ba ote duen jakin nahi zuen. Beirazko hodi tolestua airez bete zuen, bere muturrak merkuriozko ontzietan murgildu zituen eta haien artean deskarga elektrikoak pasatu zituen. Txinpartek nitrogenoa oxigenoarekin konbinatzea eragin zuten, eta sortutako konposatu azidoak disoluzio alkalinoak xurgatzen zituen. Oxigenorik ez zegoenean, Cavendish-ek hodian sartu zuen eta esperimentuarekin jarraitu zuen nitrogeno guztia kendu arte. Esperimentuak hainbat aste iraun zituen, eta hodiaren gas bolumena etengabe gutxitzen joan zen. Nitrogenoa agortu zenean, Cavendishek oxigenoa kendu zuen eta burbuila oraindik existitzen zela ikusi zuen, bere ustez. ¹/₁₂₀ hasierako aire bolumena. Jaunak ez zuen hondarren izaeraz galdetu, eragina esperientziaren akatsa zela iritzita. Gaur badakigu irekitzeko oso gertu zegoela argoia, baina mende bat baino gehiago behar izan zen esperimentua burutzeko.

eguzki misterioa

Eguzki eklipseek beti erakarri dute jende arruntaren zein zientzialarien arreta. 18ko abuztuaren 1868an, fenomeno hau behatzen ari ziren astronomoek espektroskopio bat erabili zuten lehen aldiz (duela hamar urte baino gutxiago diseinatua) eguzki-protagonismoak aztertzeko, disko ilun batekin argi ikusten dena. frantsesa Pierre Janssen horrela frogatu zuen eguzki-koroa batez ere hidrogenoz eta lurreko beste elementuz osatuta dagoela. Baina hurrengo egunean, Eguzkia berriro behatzen ari zela, lehenago deskribatu gabeko espektro-lerro bat nabaritu zuen sodioaren marra hori bereizgarritik gertu kokatuta. Janssenek ezin izan zion garai hartan ezagutzen zen edozein elementuri egotzi. Behaketa bera egin zuen astronomo ingeles batek Norman Locker. Zientzialariek hainbat hipotesi planteatu dituzte gure izarraren osagai misteriotsuaren inguruan. Lockyerrek izena jarri zion energia handiko laserra, eguzkiaren jainko grekoaren izenean - Helios. Hala ere, zientzialari gehienek uste zuten ikusi zuten marra horia hidrogenoaren espektroaren parte zela izarraren oso tenperatura altuetan. 1881ean, fisikari eta meteorologo italiarra Luigi Palmieri Vesubioko gas bolkanikoak aztertu zituen espektroskopioa erabiliz. Haien espektroan, helioari egotzitako banda horia aurkitu zuen. Hala ere, Palmieri-k lausoki deskribatu zituen bere esperimentuen emaitzak, eta beste zientzialari batzuek ez zituzten baieztatu. Orain badakigu helioa gas bolkanikoetan aurkitzen dela, eta baliteke Italia izan zitekeela lurreko helioaren espektroa behatu zuen lehena.

1901eko ilustrazioa Cavendish esperimenturako aparatua erakusten duena

Hirugarren hamartarren irekiera

mendeko azken hamarkadaren hasieran, fisikari ingelesa Lord Rayleigh (John William Strutt) hainbat gasen dentsitateak zehaztasunez zehaztea erabaki zuen, eta horri esker, haien elementuen masa atomikoak zehaztasunez zehaztea ere posible izan zen. Rayleigh esperimentatzaile arduratsua zen, beraz, hainbat iturritatik gasak lortu zituen emaitzak faltsutuko zituzten ezpurutasunak detektatzeko. Determinazio-errorea ehuneko ehunenera murriztea lortu zuen, garai hartan oso txikia zena. Aztertutako gasek neurketa-errorearen barruan zehaztutako dentsitatea betetzen dutela erakutsi dute. Horrek ez zuen inor harritu, konposatu kimikoen konposizioa ez baitago haien jatorriaren araberakoa. Salbuespena nitrogenoa zen - produkzio metodoaren arabera dentsitate desberdina zuen soilik. Nitrogenoa atmosferikoa (oxigenoa, ur-lurruna eta karbono dioxidoa bereizi ondoren airetik lortzen dena) baino astunagoa izan da beti. kimiko (bere konposatuen deskonposizioaren bidez lortzen da). Aldea, bitxia bada ere, konstantea zen eta %0,1 ingurukoa zen. Rayleigh, fenomeno hau azaldu ezinik, beste zientzialari batzuengana jo zuen.

Botikari batek eskainitako laguntza William Ramsay. Bi zientzialariek ondorioztatu zuten azalpen bakarra airetik lortutako nitrogenoan gas astunago baten nahasketa bat egotea zela. Cavendish esperimentuaren deskribapena topatu zutenean, bide onetik zeudela sentitu zuten. Esperimentua errepikatu zuten, oraingoan ekipo modernoak erabiliz, eta laster gas ezezagun baten lagin bat izan zuten. Azterketa espektroskopikoak frogatu du substantzia ezagunetatik bereizita existitzen dela, eta beste ikerketa batzuek atomo bereizi gisa existitzen dela frogatu dute. Orain arte, horrelako gasak ez dira ezagutzen (O₂, N₂, H₂), beraz, horrek elementu berri bat irekitzea ere esan nahi zuen. Rayleigh eta Ramsay saiatu ziren hura egiten argoia (greziera = alferra) beste substantzia batzuekin erreakzionatzeko, baina alferrik. Haren kondentsazio-tenperatura zehazteko, aparatu egokia zuen garai hartan munduko pertsona bakarrarengana jo zuten. Zen Karol Olszewski, Jagellon Unibertsitateko kimikako irakaslea. Olshevsky-k argoia likidotu eta solidotu zuen, eta bere beste parametro fisikoak ere zehaztu zituen.

1894ko abuztuan Rayleigh eta Ramsay-ren txostenak oihartzun handia eragin zuen. Zientzialariek ezin zuten sinetsi ikertzaile belaunaldiek airearen %1eko osagaia alde batera utzi zutenik, Lurrean dagoena, adibidez, zilarra baino askoz ere kopuru handiagoan. Beste batzuen probek argonaren existentzia baieztatu dute. Aurkikuntza, arrazoiz, lorpen handitzat eta esperimentu zainduaren garaipentzat hartu zuten (esaten zen elementu berria hirugarren hamartarrenean ezkutatuta zegoela). Hala ere, inork ez zuen espero egongo zenik...

… Gasen familia oso bat.

Helio taldea (zenbaki atomikoa goialdean, masa atomikoa behean).

Atmosfera ondo aztertu baino lehen ere, urtebete geroago, Ramsay-k azidoaren eraginpean uranio-mineetatik gasa askatzen zela jakinarazi zuen geologia aldizkariko artikulu batean interesatu zen. Ramsay berriro saiatu zen, sortutako gasa aztertu zuen espektroskopio batekin eta ezezagunak diren espektro-lerroak ikusi zituen. Kontsulta William Crookes, espektroskopiako espezialistak, Lurrean aspalditik bilatua dela ondorioztatu zuen energia handiko laserra. Orain badakigu hori uranioaren eta torioaren desintegrazio-produktuetako bat dela, elementu erradioaktibo naturalen mineraletan dagoena. Ramsay-k berriro eskatu zion Olszewskiri gas berria likidotzeko. Hala ere, oraingoan ekipoak ez ziren nahikoa tenperatura baxuak lortzeko gai, eta helio likidoa ez zen lortu 1908ra arte.

Helioa gas monoatomikoa eta inaktiboa izan zen, argona bezala. Bi elementuen propietateak ez ziren taula periodikoaren inongo familiatan sartzen eta haientzako talde bereizia sortzea erabaki zen. [helowce_uklad] Ramsay-k hutsuneak daudela ondorioztatu zuen, eta bere lankidearekin batera Morrisem Traversem ikerketa gehiago hasi ziren. Aire likidoa destilatuz, kimikariek beste hiru gas aurkitu zituzten 1898an: neoia (gr. = berria), kripton (gr. = skryty) i xenon (Greziera = atzerritarra). Horiek guztiak, helioarekin batera, airean kantitate minimoetan daude, argona baino askoz gutxiago. Elementu berrien pasibotasun kimikoak izen arrunt bat ematera bultzatu zituen ikertzaileak. gas nobleak. 

Airetik bereizteko arrakastarik gabeko saiakeraren ostean, beste helio bat aurkitu zuten eraldaketa erradioaktiboen produktu gisa. 1900. urtean Frederick Dorn Oraz Andre-Louis Debirn erradiotik gasa (emanazioa, orduan esan bezala) askatzea nabaritu zuten, deitu zieten radoia. Laster ohartu zen emanaldiek torioa eta aktinioa ere igortzen zutela (thoron eta aktinona). Ramsay eta Frederick Soddy elementu bat direla eta izendatu zuten hurrengo gas noblea direla frogatu zuten niton (latinez = dirdira egin, gas laginak iluntasunean distira egiten zutelako). 1923an, nitona, azkenean, radon bihurtu zen, bizitza luzeeneko isotopoaren izenean.

Benetako taula periodikoa ixten duten helio instalazioetako azkena 2006an lortu zen Dubnako Errusiako laborategi nuklearrean. Izena, hamar urte beranduago onartua, Oganesson, Errusiako fisikari nuklearraren omenez Yuri Oganesyan. Elementu berriari buruz ezagutzen den gauza bakarra da orain arte ezagutzen den astunena dela eta milisegundo bat baino gutxiago bizi izan diren nukleo gutxi batzuk baino ez direla lortu.

Aliantza kimikoak

Helioaren pasibotasun kimikoaren sinesmena 1962an erori zen Neil Bartlett Xe [PtF] formulako konposatu bat lortu zuen₆]. Gaur egun xenonaren konposatuen kimika nahiko zabala da: elementu honen fluoruroak, oxidoak eta baita azido-gatzak ere ezagutzen dira. Gainera, konposatu iraunkorrak dira baldintza normaletan. Krypton xenoia baino arinagoa da, hainbat fluoruro eratzen ditu, radon astunagoa bezala (azken honen erradioaktibitateak ikerketa asko zailtzen du). Bestalde, hiru arinek -helioa, neoia eta argoia- ez dute konposatu iraunkorrik.

Gas nobleen konposatu kimikoak bazkide ez hain nobleekin alderatu daitezke misaliance zaharrekin. Gaur egun, kontzeptu honek ez du balio, eta ez da harritu behar...

Helikopteroak, ezkerretik eskuinera: Lord Rayleigh (John William Strutt, 1842–1919), Sir William Ramsay (1852–1916) eta Morris Travers (1872–1961); Londresko University College-ko bildumako erretratua.

… aristokratek lan egiten dute.

Helioa nitrogeno eta oxigeno landareetan aire likidotua bereiziz lortzen da. Bestalde, helioaren iturburua gas naturala da nagusiki, eta bertan bolumenaren ehuneko gutxi batzuetaraino iristen da (Europan, helioa ekoizteko plantarik handienak lan egiten du. Gainditua, Polonia Handian Voivodeship). Beraien lehen lanbidea hodi argitsuetan distira egitea izan zen. Gaur egun, neonen publizitatea begietarako atsegina da oraindik, baina heliozko materialak ere laser mota batzuen oinarria dira, hala nola, dentista edo estetizistan ezagutuko dugun argon laserra.

Zeres asteroidearen ondoan dagoen Xenon Ion Probe Dawn-aren artistaren erreprodukzioa.

Helio-instalazioen pasibotasun kimikoa oxidazioaren aurka babesten duen atmosfera sortzeko erabiltzen da, adibidez, metalak edo elikagaien bilgarri hermetikoak soldatzerakoan. Helioz betetako lanparak tenperatura altuagoan funtzionatzen dute (hau da, distira handiagoa dute) eta elektrizitatea eraginkorrago erabiltzen dute. Normalean argona nitrogenoarekin nahastuta erabiltzen da, baina kriptonak eta xenonak are emaitza hobeak ematen dituzte. Xenonaren azken erabilera propultsio-material gisa da kohete ioikoen propultsioan, propultsio kimikoen propultsioa baino eraginkorragoa dena. Heliorik arinena eguraldi globoz eta umeentzako globoz betetzen da. Oxigenoarekin nahastuta, helioa erabiltzen dute urpekariek sakonera handietan lan egiteko, eta horrek deskonpresio gaixotasuna saihesten laguntzen du. Helioaren aplikazio garrantzitsuena supereroaleek funtzionatzeko beharrezkoak diren tenperatura baxuak lortzea da.

Oxigeno-helio nahasketak urpekaritza segurua bermatzen du.