Co jsou vznešené plyny?

Ušlechtilé plyny, někdy označované jako inertní plyny, jsou prvky, které tvoří 18. skupinu periodické tabulky. Prvky ve skupinách v periodické tabulce mají tendenci sdílet mnoho chemických vlastností. Například ušlechtilé plyny obvykle postrádají jakoukoli barvu nebo vůni; nejsou hořlavé; a ve většině případů je nepravděpodobné, že vstoupí do chemických reakcí. Všechny tyto vlastnosti platí konkrétně za normálních teplotních a tlakových podmínek, protože v extrémních teplotních nebo tlakových podmínkách se mohou objevit různé vlastnosti. Například při extrémně nízké teplotě a vysokém tlaku se členy skupiny 18 stanou kapalnými a mohou být použity jako výkonná kryogenní chladiva.

Prvních šest vzácných plynů ve skupině 18 se vyskytuje v přírodě a některé z nich patří k nejrozšířenějším prvkům, které jsou člověku známy. Helium a neon, první dva vzácné plyny, jsou druhým a čtvrtým nejčastějším prvkem ve známém vesmíru. Každý následný vzácný plyn má méně převládající povahu než ten předchozí. Množství plynů na Zemi však neodráží jejich relativní hojnost ve zbytku známého vesmíru. Například hélium je druhým nejrozšířenějším prvkem ve známém vesmíru, ale pouze třetím nejrozšířenějším vzácným plynem v zemské atmosféře.

Jednou z nejvýznamnějších vlastností vzácných plynů je nízká chemická reaktivita prokázaná ve většině podmínek. Atomové vlastnosti prvků skupiny 18 lze použít k vysvětlení nízké reaktivity. Každý z ušlechtilých plynů má plnou valenční schránku, což v podstatě znamená, že jsou využity všechny dostupné prostory pro elektrony. Atom s plnou valenční elektronovou schránkou nemá žádný zvláštní sklon reagovat s jinými atomy nebo molekulami, protože reakce zahrnují sdílení nebo výměnu elektronů. K chemickým reakcím obvykle dochází, protože sdílení nebo výměna elektronů přiblíží zúčastněné atomy blíže k „konfiguraci vzácného plynu“ s plnou valenční schránkou - vzácný plyn již má takovou konfiguraci, takže je nepravděpodobné, že chemicky reaguje.

Mnoho různých vědeckých a průmyslových procesů využívá různé vzácné plyny. Kapalné helium a kapalný neon například existují při teplotách blízkých absolutní nule, takže je lze použít jako výkonná chladiva pro supravodiče a jiná zařízení, která fungují pouze při nízkých teplotách. Hélium se také běžně mísí s plyny používanými potápěči pro dýchání, protože není snadno absorbováno lidskou tkání jako jiné plyny, jako je dusík. Ušlechtilé plyny se také používají k zajištění vztlaku balónů a vzducholodí, k výrobě světel a jako součásti výkonných laserů.