උච්ච වායුවල භෞතික හා රසායනික ගුණාංග
උච්ච වායු යනු ආවර්තිතා වගුවේ 18 වන කාණ්ඩයේ දක්නට ලැබෙන රසායනික මූලද්රව්ය සමූහයකි. මෙම කාණ්ඩයේ සාමාජිකයින් අතර හීලියම් (He), නියොන් (Ne), ආගන් (Ar), ක්රිප්ටෝන් (Kr), සෙනෝන් (Xe) සහ රේඩෝන් (Rn) ඇතුළත් වේ. මෙම වායුවලට අද්විතීය භෞතික හා රසායනික ගුණාංග ඇති අතර, ඒවා විවිධ ක්ෂේත්රවල අධ්යයනය කිරීමට සහ යෙදීමට සිත්ගන්නා සුළු කරයි. මෙම ලිපියෙන් උච්ච වායුවල භෞතික හා රසායනික ගුණාංග විස්තරාත්මකව සාකච්ඡා කරනු ඇත.
උච්ච වායු වල භෞතික ගුණාංග
උච්ච වායුවලට ඒවායේ සාමාජිකයන් පුරා අනුකූල වන භෞතික ගුණාංග කිහිපයක් ඇත.
1. සම්මත උෂ්ණත්වයේ සහ පීඩනයේ තත්වයන්: සම්මත උෂ්ණත්වයේ සහ පීඩනයේ (STP) සියලුම උච්ච වායු වායු අවධියේ පවතී. හීලියම් අවම ද්රවාංකය සහ තාපාංකය ඇති අතර, රේඩෝන් උච්ච වායු අතරින් ඉහළම අගය ගනී.
2. අවර්ණ, ගන්ධ රහිත සහ රස රහිත: පිරිසිදු තත්වයේ ඇති සියලුම උච්ච වායු අවර්ණ, ගන්ධ රහිත සහ රස රහිත ය. මේ නිසා මිනිස් ඉන්ද්රියන්ට ඒවා හඳුනාගත නොහැකිය.
3. ඝනත්වය සහ ස්කන්ධ ඝනත්වය: උච්ච වායුවල පරමාණුක ක්රමාංකය වැඩි වීමත් සමඟ වැඩි වන ඝනත්වයන් ඇත. හීලියම් සැහැල්ලුම උච්ච වායුව වන අතර රේඩෝන් බරම වේ. පරමාණුක ක්රමාංකය වැඩි වීමත් සමඟ උච්ච වායුවල ඝනත්වය ද වැඩි වේ.
4. තාපාංකය සහ ද්රවාංකය: උච්ච වායුවල තාපාංක සහ ද්රවාංක හීලියම් සිට රේඩෝන් දක්වා වැඩි වේ. උදාහරණයක් ලෙස, හීලියම් ද්රව වන්නේ නිරපේක්ෂ ශුන්යයට (-272°C) ආසන්න උෂ්ණත්වවලදී පමණක් වන අතර, රේඩෝන් ද්රව වන්නේ -61,8°C පමණ වන විටය.
5. තාප සහ විද්යුත් සන්නායකතාවය: උච්ච වායු අතරින් ඉහළම තාප සන්නායකතාවය හීලියම් සතුව ඇති අතර එය බොහෝ විට ක්රයොජනික් ශීතකරණ ශිල්පීය ක්රමවල භාවිතා වේ. අනෙකුත් උච්ච වායු අඩු තාප සන්නායකතාවයක් ඇත. සියලුම උච්ච වායු සාමාන්ය තත්ව යටතේ හොඳ විද්යුත් පරිවාරක වන නමුත් තාපදීප්ත ලාම්පු හෝ වායු විසර්ජන නල වැනි ඇතැම් තත්වයන් යටතේ සන්නායක බවට පත්විය හැකිය.
6. වායුගෝලයේ බහුලත්වය: ආගන් යනු පෘථිවි වායුගෝලයේ බහුලම උච්ච වායුව වන අතර එය වාතයේ පරිමාවෙන් 1% ක් පමණ වේ. නියොන්, ක්රිප්ටෝන් සහ සෙනෝන් ඉතා කුඩා ප්රමාණවලින් පවතී. හීලියම් වායුගෝලයේ ඉතා දුර්ලභ වන්නේ එය අභ්යවකාශයට ගැලවී යාමට නැඹුරු වන බැවිනි, නමුත් එය තවමත් ස්වාභාවික වායු නිධි වල දක්නට ලැබේ. විකිරණශීලී උච්ච වායුවක් වන රේඩෝන්, යුරේනියම් සහ තෝරියම් වල විකිරණශීලී ක්ෂය වීමේ අංශු මාත්රවල දක්නට ලැබේ.
උච්ච වායු වල රසායනික ගුණාංග
උච්ච වායුවල රසායනික ගුණාංග ද යම් අනුකූලතාවයක් පෙන්නුම් කරන අතර එමඟින් ඒවා අනෙකුත් මූලද්රව්ය අතර අද්විතීය වේ.
1. අඩු ප්රතික්රියාශීලීත්වය: උච්ච වායු ඒවායේ ඉතා අඩු ප්රතික්රියාශීලීත්වය සඳහා ප්රසිද්ධය. මෙය සිදුවන්නේ පිටතම කවචය පිරී ඇති අෂ්ටක මූලධර්මයට අනුකූලව ඒවායේ ස්ථායී ඉලෙක්ට්රෝන වින්යාසය නිසාය. එබැවින් උච්ච වායු ඉලෙක්ට්රෝන බෙදා ගැනීමට, පිළිගැනීමට හෝ මුදා හැරීමට නැඹුරු නොවන අතර එමඟින් ඒවා අනෙකුත් මූලද්රව්ය සමඟ ප්රතික්රියා කිරීමට ඇති ඉඩකඩ අඩු වේ.
2. සංයෝග සැකැස්ම: උච්ච වායු සාමාන්යයෙන් නිෂ්ක්රීය වුවද, සංයෝග සෑදිය හැකි තත්වයන් කිහිපයක් තිබේ. පළමු උච්ච වායු සංයෝගය 1962 දී නීල් බාර්ට්ලට් විසින් සෙනෝන් හෙක්සාෆ්ලෝරෝප්ලැටිනේට් (XePtF6) සාර්ථකව සකස් කළ විට සාර්ථකව සංස්ලේෂණය කරන ලදී. එතැන් සිට, සෙනෝන් සහ අඩු ප්රමාණයකට ක්රිප්ටෝනයේ තවත් සංයෝග කිහිපයක් සොයාගෙන ඇත, එනම් සෙනෝන් ටෙට්රාෆ්ලෝරයිඩ් (XeF4) සහ ක්රිප්ටෝන් ඩයිෆ්ලෝරයිඩ් (KrF2).
3. ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය සහ අයනීකරණ ශක්තිය: උච්ච වායුවලට ඉලෙක්ට්රෝන සම්බන්ධතාවය ඉතා අඩු වන අතර ඒවායේ අයනීකරණ ශක්තිය ඉතා ඉහළ ය. ඉහළ අයනීකරණ ශක්තිය නිසා උච්ච වායු පරමාණුවකින් ඉලෙක්ට්රෝනයක් ඉවත් කිරීම දුෂ්කර වන අතර එමඟින් ඒවා එතරම් ප්රතික්රියාශීලී නොවීමට හේතුව පැහැදිලි කෙරේ.
4. සංකීර්ණ සංයෝග: සමහර උච්ච වායු, විශේෂයෙන් ආන්තික තත්වයන් යටතේ, සංකීර්ණ සංයෝග සෑදිය හැක. උදාහරණයක් ලෙස, සෙනෝන්, ඇතැම් තත්වයන් යටතේ ෆ්ලෝරීන් සමඟ ප්රතික්රියා කර සෙනෝන් හෙක්සාෆ්ලෝරයිඩ් (XeF6) වැනි සංයෝග සෑදිය හැක.
5. රේඩෝන් සංයෝගවල අස්ථායිතාව: රේඩෝන් අඩංගු සංයෝග ඉතා දුර්ලභ හා අස්ථායී වේ, මන්ද රේඩෝන් යනු අනෙකුත් මූලද්රව්ය හා සසඳන විට සාපේක්ෂව කෙටි අර්ධ ආයු කාලයක් සහිත විකිරණශීලී මූලද්රව්යයකි. එබැවින්, රේඩෝන් සංයෝග සාමාන්යයෙන් දිගු කල් පවතින අතර සංරක්ෂණය කිරීමට අපහසු වේ.
උච්ච වායු යෙදුම්
උච්ච වායු, ඒවායේ අද්විතීය ගුණාංග සමඟින්, කර්මාන්ත හා එදිනෙදා ජීවිතයේදී පුළුල් පරාසයක ප්රායෝගික යෙදීම් ඇත.
1. ආලෝකකරණය සහ සංදර්ශක: දීප්තිමත් වර්ණ ආලෝකය නිපදවන නියොන් ලාම්පු සහ නියොන් සංඥා සඳහා නියොන් භාවිතා වේ. ඡායාරූප ෆ්ලෑෂ් බල්බ සහ මෝටර් රථ හෙඩ් ලයිට් සඳහා සෙනෝන් භාවිතා වේ.
2. සිසිලනය: හීලියම් ඉතා අඩු ද්රවාංකයක් ඇති බැවින් එය ක්රයොජනික් සිසිලනකාරකයක් ලෙස භාවිතා කරයි. MRI (චුම්භක අනුනාද රූප) යන්ත්රවල චුම්බක සිසිල් කිරීම සඳහා ද්රව හීලියම් භාවිතා කරයි.
3. නිෂ්ක්රීය වායු පිරවුම: ලෝහ ඔක්සිකරණය වැළැක්වීම සඳහා වෑල්ඩින් කිරීමේදී ආගන් බොහෝ විට ආවරණ වායුවක් ලෙස භාවිතා කරයි. ඒ හා සමානව, ප්රතිදීප්ත ලාම්පු නල සහ විකිරණ අනාවරක වැනි ප්රතික්රියාශීලී නොවන පරිසරයක් අවශ්ය විවිධ යෙදුම්වල නිෂ්ක්රීය පිරවුම් ලෙස අනෙකුත් උච්ච වායු භාවිතා වේ.
4. වෛද්ය විද්යාව: වාතයට වඩා අඩු ඝනත්වයක් ඇති බැවින් ශ්වසන ගැටළු ඇති රෝගීන්ට ප්රතිකාර කිරීම සඳහා ශ්වසන වායු මිශ්රණවල හීලියම් භාවිතා වේ. අතුරු ආබාධ අවම කිරීමේ හැකියාව නිසා සෙනෝන් සමහර වෛද්ය ක්රියා පටිපාටිවල සාමාන්ය නිර්වින්දකයක් ලෙස භාවිතා කරයි.
5. රොබෝ විද්යාව සහ අභ්යවකාශය: හීලියම් එහි ප්රතික්රියාශීලී නොවන සහ සැහැල්ලු ගුණාංග නිසා කාලගුණ බැලූන සහ ගුවන් සේවා සහ අභ්යවකාශයේ අනෙකුත් විඛාදන නොවන උපකරණවල භාවිතා වේ.
නිගමනය
උච්ච වායු යනු අද්විතීය භෞතික හා රසායනික ගුණ ඇති රසායනික මූලද්රව්ය සමූහයකි. ඒවායේ අඩු ප්රතික්රියාශීලීත්වය, රසායනික ස්ථායිතාව සහ නිශ්චිත භෞතික ගුණාංග නිසා තාක්ෂණයේ සහ කර්මාන්තයේ විවිධ අංශවල පුළුල් යෙදීම් ලබා දේ. ආලෝකකරණයේ සිට ක්රයොජනික් ශීතකරණය දක්වා, අපගේ දෛනික ජීවිතයට සහාය වන ප්රධාන තාක්ෂණයන් කිහිපයක උච්ච වායු පවතී. උච්ච වායුවල භෞතික හා රසායනික ගුණාංග අවබෝධ කර ගැනීම පුළුල් පරාසයක විද්යාත්මක හා කාර්මික යෙදීම් වලදී මෙම මූලද්රව්යවල සම්පූර්ණ විභවය උපයෝගී කර ගැනීමට අපට උපකාරී වේ.
