మందకొడిగా.. మహా బద్ధకంగా!
ఆ వాయువులు గాలి కంటే తేలిక. మందకొడితనానికి మారుపేరు. బహు బద్ధకానికి చిరునామా. వాటికి ఎలాంటి రసాయన చర్యాశీలత ఉండదు. రంగు, రుచి, వాసన లేదు. ప్రకృతిలో అతి స్వల్పంగా లభిస్తాయి. ఆవర్తన పట్టికలో అటు చివర్లో ఉన్నప్పటికీ, అధిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఆధునిక కాలంలో అనేక వైద్య, వాణిజ్య ప్రయోజనాల కోసం వినియోగిస్తున్నారు. ప్రకటనల్లో, పారాచూట్లలో, పరిశోధన బెలూన్లలో, విద్యుత్తు బల్బుల్లో వాడుతున్నారు. అరుదైన ఆ ఆదర్శ వాయువులు, వాటి ప్రత్యేకతలు, ఉపయోగాల గురించి పోటీ పరీక్షార్థులు తెలుసుకోవాలి.
రసాయనికంగా చర్యాశీలత లేని వాయువులను జడవాయువులు (Inert gases) అంటారు. వీటినే ఉత్కృష్ట వాయువులు అని కూడా పేర్కొంటారు. ఇవి ఆవర్తన పట్టిక చివరి గ్రూపు అంటే 18వ గ్రూపులో ఉంటాయి.
* జడవాయు మూలకాల భేదాత్మక ఎలక్ట్రాన్ 'p' ఆర్బిటాల్లోకి ప్రవేశిస్తుంది. అందుకే ఈ మూలకాలను p-బ్లాక్ మూలకాలు అంటారు.
* ఇవి ఆవర్తన పట్టికలో 'O' గ్రూపునకు చెందినవి. వీటిని గాలి నుంచి గ్రహిస్తారు. అందుకే ఏరోజన్లు అంటారు. ఇవి వాతావరణంలో స్వల్ప పరిమాణంలో ఉండటం వల్ల విరళ వాయువులు అని కూడా పేర్కొంటారు. వీటి బాహ్య కక్ష్యలో పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్లతో నిండిన ఆర్బిటాళ్లు ఉండటం వల్ల అధిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి ఇవి రసాయన చర్యలో పాల్గొనవు. అందువల్లే వీటిని మందకొడి వాయువులు లేదా నోబెల్ వాయువులు అంటారు.
* వీటి బాహ్య కక్ష్యలో పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్లతో నిండిన ఆర్బిటాళ్లు ఉంటాయి. ఇవి అధిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి రసాయన జడత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. అందుకే వీటిని జడవాయువులు అని కూడా అంటారు.
* Xe అనే మూలకం రసాయన చర్యలో పాల్గొని సమ్మేళనాలను ఏర్పరచడం వల్ల శాస్త్రవేత్తలు వీటి పేరును ఆదర్శ వాయువులుగా మార్చారు. అందువల్ల వీటిని ఉత్కృష్ట వాయువులు అని కూడా అంటారు.
* ఇవి ఏక పరమాణుకతను కలిగి ఉంటాయి. వీటికి రంగు, రుచి, వాసన ఉండదు. నీటిలో కొద్ది మొత్తంలో మాత్రమే కరుగుతాయి.
* రామ్సే, రాలీ అనే శాస్త్రవేత్తలు జడవాయు మూలకాలను కనుక్కున్నందుకు నోబెల్ బహుమతి పొందారు.
* జడవాయువుల అయనీకరణ శక్తి చాలా తక్కువ. వీటి ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలు కూడా తక్కువగానే ఉంటాయి.
* హీలియం మినహా మిగిలిన జడవాయు మూలకాల ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns2np6
* He జడవాయువు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns2
జడవాయు మూలకాలు / VIIIA / 'O' గ్రూపు / 18వ గ్రూపు మూలకాలు: 1) హీలియం (He), 2) నియాన్ (Ne), 3) ఆర్గాన్ (Ar), 4) క్రిప్టాన్ (Kr), 5) గ్జినాన్ (Xe), 6) రెడాన్ (Rn), 7) ఒగనెస్సాన్ (Og)
హీలియం (He): జడవాయువుల్లో మొదటిది, అన్నింటికంటే తేలికైంది. సూర్యుడిలో జరిగే సంలీన చర్యలో ఏర్పడేది హీలియం. దీన్ని 1868లో పియర్ జాన్సెన్ గుంటూరులో సూర్యగ్రహణం ఏర్పడినప్పుడు కనుక్కున్నాడు. విశ్వంలో సూర్యుడికి దగ్గరగా హైడ్రోజన్ తర్వాత అధిక పరిమాణంలో ఉన్న వాయువు హీలియం. వాతావరణ పరిశోధనకు వాడే బెలూన్లలో హీలియం వాయువును నింపుతారు. న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లో శీతలీకరణిగా ఉపయోగిస్తారు. ద్రవ హీలియంను తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రయోగాలు నిర్వహించడానికి అల్ప ఉష్ణోగ్రతలను సాధించే క్రయోజెనిక్ కారకంగా వినియోగిస్తారు. హీలియం గాలి కంటే తేలికైంది కావడంతో దీన్ని విమానాల టైర్లలో నింపుతారు. ఇది దహనశీల వాయువు కాదు కాబట్టి దీన్ని పారాచూట్లలోనూ వాడతారు. ఆస్తమా రోగులకు, సముద్రాల్లో ఈతకెళ్లే వారి శ్వాస కోసం హీలియం, ఆక్సిజన్ల మిశ్రమాన్ని ఉపయోగిస్తారు. ఫుల్లరిన్ల తయారీలోనూ ప్రధానంగా ఈ వాయువునే వాడతారు.
నియాన్ (Ne): నియాన్ను రామ్సే, ట్రావెర్స్ అనే శాస్త్రవేత్తలు కనుక్కున్నారు. ఈ వాయువును విద్యుత్తు బల్బుల్లో నింపినప్పుడు అవి ఆరెంజ్ ఎరుపు కాంతిని ఇస్తాయి. ఈ వాయువును ఎర్రని విద్యుత్తు అలంకరణ దీపాల్లో కూడా ఉపయోగిస్తారు. కారణం ఎర్రని కాంతికి తరంగదైర్ఘ్యం ఎక్కువ. అది పొగమంచు ద్వారా కూడా ప్రయాణిస్తుంది. ఈ వాయువును విమానాలు, రైల్వే సిగ్నల్ లైట్ల కోసం బల్బుల్లో నింపడం వల్ల ఎరుపు రంగు కాంతి ఏర్పడుతుంది. మంచు ఉన్నప్పుడు ట్రాఫిక్ సిగ్నల్స్ బల్బుల్లోనూ దీన్ని నింపుతారు. విమానాల రన్వేలో దారి చూపే లైట్స్లో నియాన్ వాయువు ఉండటం వల్లే అవి ఎరుపు రంగు కాంతిని వెదజల్లుతాయి. విద్యుత్ పరికరాలను రక్షించే సాధనాల్లోనూ దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. ఉత్సర్గ నాళికలో ప్రకటనల కోసం వాడే ప్రతిదీప్తి బల్బుల్లో వాడతారు. ఉద్యానవనాలు, హరితగృహాలు, పిడుగుల నుంచి రక్షించే సాధనాల్లోనూ దీన్ని వినియోగిస్తారు.
ఆర్గాన్ (Ar): ఈ వాయువును ‘రాలీ’ అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కున్నాడు. వాతావరణంలో అత్యధికంగా ఉన్న జడవాయువు ఇది. ఆర్గాన్ అంటే లాటిన్ భాషలో ‘బద్ధకం’ అని అర్థం. దీన్ని మందకొడి వాయువు అంటారు. ఇది రసాయన చర్యల్లో పాల్గొనదు. ఫ్లోరోసెంట్ బల్బుల్లో ఆర్గాన్, పాదరస బాష్పాలు నింపుతారు. లోహసంగ్రహణ పద్ధతిలో జడవాతావరణాన్ని ఏర్పరిచేందుకు ఆర్గాన్ను వాడతారు. రేడియోధార్మిక కిరణాలను గుర్తించేందుకు గీగర్-ముల్లర్ కౌంటర్లో ఉపయోగిస్తారు. వెల్డింగ్ చేసేటప్పుడు, కొన్ని రసాయన చర్యలు జరిగేటప్పుడు జడవాతావరణాన్ని ఏర్పరిచేందుకు దీన్ని ఉపయోగిస్తారు..
క్రిప్టాన్ (Kr): 1898లో డబ్ల్యూ.రామ్సే, ట్రావెర్స్ దీన్ని కనుక్కున్నారు. ఈ వాయువును హిడెన్ గ్యాస్ అని కూడా అంటారు. బొగ్గు గని కార్మికులు తలపై ధరించే మైనర్స్ లాంప్ల్లో క్రిప్టాన్ వాయువు నింపుతారు. క్రిప్టాన్తో పాటు జడవాయువులను కనుక్కున్నందుకు రామ్సేకు 1904లో నోబెల్ బహుమతి లభించింది. క్రిప్టాన్-85 ఐసోటోప్ను ఎలక్ట్రాన్ ట్యూబ్లో ఓల్టేజీని క్రమబద్ధీకరించేందుకు; లోహ ఫలకాలు, జాయింట్ల మందాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు. బల్బులోని ఫిలమెంట్ మన్నిక పెరగడానికి క్రిప్టాన్, నైట్రోజన్ల మిశ్రమాన్ని వాడతారు. ప్రత్యేక అవసరాలకు రూపొందించిన ప్రకాశవంతమైన బల్బుల్లోనూ ఈ వాయువు ఉంటుంది.
గ్జినాన్ (Xe): ఈ వాయువును 1898లో డబ్ల్యూ.రామ్సే, ట్రావెర్స్ కనుక్కున్నారు. దీన్ని స్ట్రేంజర్ గ్యాస్ అంటారు. ఈ వాయువును ఫొటోగ్రఫీలో వాడే ఫ్లాష్ బల్బులు, టీవీ పిక్చర్ ట్యూబుల్లో ఉపయోగిస్తారు. గామా ఫోటాన్లు, తటస్థ మీసాన్లను గుర్తించడానికి బబుల్ ఛాంబర్లలో గ్జినాన్ ద్రావణాన్ని వాడతారు. ప్రత్యేక అవసరాలకు రూపొందించిన ప్రకాశవంతమైన బల్బుల్లోనూ ఉపయోగిస్తారు. ఈ వాయువు O2, F2 లతో చర్యల్లో పాల్గొని XeO3, XeF4 లాంటి సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది.
రెడాన్ (Rn): ఈ వాయువును డార్న్ అనే శాస్త్రవేత్త కనుక్కున్నాడు. ఇది రేడియోధార్మికతను ప్రదర్శించే జడవాయువు. ఇది ప్రకృతిలో లభించదు. రేడియంను విచ్ఛిత్తి చెందించడం వల్ల దీన్ని పొందవచ్చు.
* వాయువుతో నింపిన దీపాల్లో, టీవీ పిక్చర్ ట్యూబుల్లో గ్జినాన్, రెడాన్ వాయువులను కలుపుతారు. క్యాన్సర్ రోగులు వాడే ఆయింట్మెంట్లలో రెడాన్ను ఉపయోగిస్తారు. దీన్నే నైటెన్ వాయువు అంటారు. ఘనపదార్థాల్లోని లోపాలను గుర్తించడానికి శ్రీరే ఫొటోగ్రఫీలో ఉపయోగిస్తారు. ఇది అతి భారమైన వాయువు.
ఒగనెస్సాన్ (Og): నవీన ఆవర్తన పట్టికలో ఇది చివరి మూలకం (118 వది). జడవాయువుల్లో కొత్త మూలకం. ఇది ప్రకృతిలో లభించదు. ఈ వాయువు కింది మూలకాలతో ఏర్పడుతుంది.
* రష్యా దేశ అణు భౌతిక శాస్త్రవేత్త యూరి ఒగెనెస్సాన్ ట్రాన్స్ఆక్టినాయిడ్ మూలకాల పరిశోధనపై చేసిన కృషి కారణంగా ఈ మూలకానికి ఒగనెస్సాన్ అని పేరు పెట్టారు.
ప్రాక్టీస్ బిట్లు
1. కిందివాటిలో మందకొడి వాయువు అని దేన్ని పిలుస్తారు?
1) గ్జినాన్ 2) క్రిప్టాన్ 3) ఆర్గాన్ 4) నియాన్
2. కిందివాటిలో అత్యంత తేలికైన వాయువు ఏది?
1) నియాన్ 2) ఆర్గాన్ 3) క్రిప్టాన్ 4) హీలియం
3. ఆస్తమా రోగులకు శ్వాసక్రియ కోసం ఉపయోగించే వాయు మిశ్రమం?
1) బీ’, వీ2 2) బీ’, వి’ 3) బీ’, తి౯ 4) వి’, వీ2
4. గనుల్లో కార్మికులు వాడే హెల్మెట్ లైట్లలో నింపే వాయువును గుర్తించండి.
1) నియాన్ 2) ఆర్గాన్ 3) హీలియం 4) క్రిప్టాన్
5. రైల్వే సిగ్నల్స్ లైట్లలో ఉపయోగించే వాయువు ఏది?
1) క్రిప్టాన్ 2) గ్జినాన్ 3) నియాన్ 4) ఆర్గాన్
6. కిందివాటిలో రేడియోధార్మిక లక్షణాలున్న జడవాయు మూలకం ఏది?
1) ఆర్గాన్ 2) రెడాన్ 3) గ్జినాన్ 4) క్రిప్టాన్
7. ఎర్రటి విద్యుత్తు అలంకరణ దీపాల్లో ఉపయోగించే జడవాయు మూలకం?
1) క్రిప్టాన్ 2) గ్జినాన్ 3) ఆర్గాన్ 4) నియాన్
8. హీలియం వాయువును కనుక్కున్న శాస్త్రవేత్త?
1) రామ్సే 2) ట్రావెర్స్ 3) పియర్ జాన్సెన్ 4) డార్న్
9. వాతావరణ బెలూన్లలో ఉపయోగించే వాయువు ఏది?
1) క్రిప్టాన్ 2) గ్జినాన్ 3) ఆర్గాన్ 4) హీలియం
10. ఫొటోగ్రఫిక్ ఫ్లాష్ బల్బుల్లో అధికంగా ఉపయోగించే వాయువు ఏది?
1) గ్జినాన్ 2) రెడాన్ 3) ఒగనెస్సాన్ 4) క్రిప్టాన్
సమాధానాలు: 1-c, 2-d, 3-a, 4-d, 5-c, 6-b, 7-d, 8-c, 9-d, 10-a.