Kas ir cēlgāzes?

Pirmās sešas 18. grupas cēlgāzes sastopamas dabā, un dažas no tām ir vieni no visizplatītākajiem cilvēkiem zināmajiem elementiem. Hēlijs un neons, pirmās divas no cēlgāzēm, ir otrais un ceturtais visizplatītākais elements zināmajā Visumā. Katra nākamā cēlgāze dabā ir mazāk izplatīta nekā iepriekšējā. Tomēr gāzu pārpilnība uz Zemes neatspoguļo to relatīvo daudzumu pārējā zināmajā Visumā. Piemēram, hēlijs ir otrs visizplatītākais elements zināmajā Visumā, bet tikai trešā visizplatītākā cēlgāze Zemes atmosfērā.

Viena no ievērojamākajām cēlgāzu īpašībām ir zemā ķīmiskā reaktivitāte, kas novērota lielākajā daļā apstākļu. Zemās reaģētspējas izskaidrošanai var izmantot 18. grupas elementu atomu īpašības. Katrai no cēlgāzēm ir pilns valences apvalks, kas būtībā nozīmē, ka tiek aizņemta visa elektroniem pieejamā telpa. Atomam ar pilnu valences elektronu apvalku nav īpašas tieksmes reaģēt ar citiem atomiem vai molekulām, jo ​​reakcijas ietver elektronu koplietošanu vai apmaiņu. Ķīmiskās reakcijas mēdz notikt tāpēc, ka elektronu koplietošana vai apmaiņa tuvina iesaistītos atomus “cēlgāzes konfigurācijai” ar pilnu valences apvalku — cēlgāzei jau ir šāda konfigurācija, tāpēc maz ticams, ka tā ķīmiski reaģēs.

Daudzos dažādos zinātniskos un rūpnieciskos procesos tiek izmantotas dažādas cēlgāzes. Piemēram, šķidrais hēlijs un šķidrais neons pastāv temperatūrā, kas ir tuvu absolūtai nullei, tāpēc tos var izmantot kā spēcīgus aukstumaģentus supravadītājiem un citām ierīcēm, kas darbojas tikai zemā temperatūrā. Hēliju parasti sajauc arī ar gāzēm, ko nirēji izmanto elpošanai, jo cilvēka audi to nevar viegli absorbēt, kā citas gāzes, piemēram, slāpeklis. Cēlgāzes tiek izmantotas arī gaisa balonu un dirižabļu peldspējas nodrošināšanai, gaismas ražošanai un kā komponentes jaudīgos lāzeros.