ഉൽകൃഷ്ടവാതകം

ഇംഗ്ലീഷ് വിലാസം

https://ml.wikipedia.org/wiki/Noble_gas

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ പതിനെട്ടാം ഗ്രൂപ്പിലെ ആദ്യത്തെ ആറ് മൂലകങ്ങളെയാണ് ഉൽകൃഷ്ടവാതകങ്ങൾ (Noble gases അഥവാ Inert gases) എന്നു വിളിക്കുന്നത്. ഇവയെ അലസവാതകങ്ങൾ എന്നും വിശിഷ്ടവാതകങ്ങൾ എന്നും നിഷ്ക്രിയവാതകങ്ങൾ എന്നും വിളിക്കാറുണ്ട്. മറ്റു മൂലകങ്ങളുമായും സംയുക്തങ്ങളുമായും ഇവ വിരളമായേ രാസപ്രവർത്തനത്തിലേർപ്പെടുന്നുള്ളൂ എന്നതാണ് ഈ മൂലകങ്ങളുടെ പ്രധാന സവിശേഷത. ആറ്റോമിക ഭാരത്തിന്റെ ക്രമത്തിൽ ഹീലിയം, നിയോൺ, ആർഗോൺ, ക്രിപ്റ്റോൺ‍, ക്സെനോൺ, റഡോൺ എന്നിവയാണ് ഉൽകൃഷ്ടവാതകങ്ങൾ. ഇവയിൽ റഡോൺ റേഡിയോ ആക്റ്റീവതയുള്ള മൂലകമാണ്. റാഡോൺ ഒഴികെയുള്ള നിഷ്ക്രിയവാതകങ്ങൾ അന്തരീക്ഷ വായുവിൽ ഉണ്ട്. നിയോൺ, ആർഗൺ, ക്രിപ്റ്റോൺ, സെനോൺ എന്നിവ അന്തരീക്ഷവായുവിൽ നിന്നാണ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത്. ഹീലിയം പ്രകൃതിവാതകത്തിൽ നിന്നും റേഡിയത്തിന്റെ റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് വിഘടനത്തിൽ നിന്നും റാഡോൺ ലഭിക്കുന്നു.

പതിനെട്ടാം ഗ്രൂപ്പിലെ അടുത്ത മൂലകമായ, അതായത് ഏഴാമത്തെ മൂലകമായ അൺഅൺഒക്റ്റിയം (അറ്റോമിക സംഖ്യ 118) റിലേറ്റിവിസ്റ്റിൿ ഇഫക്റ്റ് മൂലം ഖരാവസ്ഥയിലായിരിക്കുമെന്നാണ് പ്രവചിക്കപ്പെടുന്നത്. ഈ ഗ്രൂപ്പിലെ ഏഴാമത്തെ മൂലകമായ ഉൻ ഉൻ ഒക്റ്റിയം എന്ന മൂലകം കൃത്രിമമായി നിർമിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. 2006 ഒക്ടോബറിൽ, ജോയിന്റ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ ന്യൂക്ളിയർ റിസർച്ചിന്റെയും ലോറൻസ് ലിവർമോർ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയുടെയും സംയുക്താഭിമുഖ്യത്തിൽ, കാലിഫോർണിയം മൂലകത്തെ കാൽസിയം ആറ്റം കൊണ്ട് ഭേദിച്ചാണ് (bombard)അൺ‌അൺഒക്റ്റിയം ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തത്.

ചരിത്രം

1785-ൽ ഹെൻട്രി കാവെൻഡിഷ്, ശുദ്ധീകരിച്ച വായു കൂടുതൽ ഓക്സിജനുമായി ചേർത്ത് പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയുടെ മുകളിൽ ശേഖരിച്ചശേഷം അതിൽക്കൂടി ഒരു വൈദ്യുതി സ്ഫുലിംഗം കടത്തി വിടുകയും മിച്ചമുള്ള ഓക്സിജൻ രാസപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്തപ്പോൾ, അവശിഷ്ടവാതകത്തിന്റെ ഒരു ചെറുകുമിള കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. അതെന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ കാവെൻഡിഷിനു കഴിഞ്ഞില്ല. (വൈദ്യുത സ്ഫുലിംഗത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ നൈട്രജന്റെ ഓക്സൈഡ് ഉണ്ടാവുകയും അത് പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിൽ ലയിക്കുകയും ചെയ്തു).

ചൂടാക്കിയ ചെമ്പിന്റെ മുകളിൽ കൂടി ആവർത്തിച്ചു വായു കടത്തിവിട്ട് ഓക്സിജൻ നീക്കം ചെയ്തതിനുശേഷം ലഭിക്കുന്ന നൈട്രജൻ വാതകം, അമോണിയം നൈട്രേറ്റ്, യൂറിയ തുടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങളിൽ നിന്നുണ്ടാക്കിയെടുത്ത നൈട്രജനേക്കാൾ 0.5 ശതമാനം സാന്ദ്രത കൂടിയതാണെന്ന് 1891-ൽ റാലേ കണ്ടെത്തി. വായുവിലെ നൈട്രജനിൽ ഭാരം കൂടിയ ഏതോ വാതകം ഉള്ളതുകൊണ്ടാകണം ഇതെന്ന് റാംസേ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.

അന്തരീക്ഷവായുവിലെ ഓക്സിജനും നൈട്രജനും നീക്കം ചെയ്തിട്ട് ഏതാണ്ട് ഒരു ശതമാനത്തോളം വരുന്ന വാതകം റാംസേയും റാലേയും കൂടി വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും അതിന്റെ സ്പെക്ട്രം പരിശോധിച്ചപ്പോൾ അതൊരു പുതിയ മൂലകമാണെന്ന് തെളിയുകയും ചെയ്തു. അറ്റോമികഭാരം 40 എന്നു കണ്ടുപിടിച്ച ഈ മൂലകത്തിന് അലസം എന്നർഥമുള്ള ആർഗൺ എന്ന പേരു നല്കി. യഥാർഥത്തിൽ ഇത്, ഉത്കൃഷ്ട വാതകങ്ങളുടെ ഒരു മിശ്രിതമായിരുന്നു എന്ന് പിന്നീട് കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി.

1868-ലെ സൂര്യഗ്രഹണസമയത്ത്, ലോക്കിയർ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ സോഡിയത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രത്തോടടുത്ത് മറ്റൊരു സ്പെക്ട്രരേഖ സൂര്യാന്തരീക്ഷത്തിൽ കണ്ടെത്തി. ഇതിനു കാരണമായ മൂലകത്തിന്, സൂര്യനിലുള്ളത് എന്ന അർഥത്തിൽ ഹീലിയം എന്നു പേരിട്ടു. പിന്നീട്, യുറാനൈറ്റ് ധാതുവിൽ നിന്ന് ഹിൽഡിബ്രാന്റും ക്ളീവൈറ്റ് ധാതുവിൽനിന്ന് റാംസേയും ഈ വാതകം കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി.

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ഒരു പുതിയ ഗ്രൂപ്പിൽ (അന്ന് പൂജ്യം ഗ്രൂപ്പ്) അറ്റോമികഭാരം 4, 20, 36, 84, 132, 212 എന്നിവയുള്ള ആറു മൂലകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തണമെന്നുള്ള നിർദേശം 1896-ൽ ജൂലിയറ്റ് തോംസൺ മുന്നോട്ടു വച്ചതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ബാക്കിയുള്ള മൂലകങ്ങൾ കൂടി കണ്ടെത്താൻ റാംസേയും ട്രാവേഴ്സും കൂടി പരിശ്രമിച്ചു. അങ്ങനെ 1898-ൽ വായുവിൽ നിന്നു വേർതിരിച്ചെടുത്ത ആർഗൺ എന്നു കരുതിയ മിശ്രിതം ശ്രദ്ധാപൂർവമായ അംശികസ്വേദനത്തിനു വിധേയമാക്കുകയും ലഭ്യമായ പുതിയ വാതകത്തിന് നിയോൺ (പുതിയത്) എന്നു പേരിടുകയും ചെയ്തു (അറ്റോമിക ഭാരം 20.2). മിച്ചം വന്ന അവസാന ഭാഗത്തിന്റെ സ്പെക്ട്രത്തിൽ നിന്ന് അതിൽ രണ്ടു വാതകങ്ങൾ ഉണ്ടെന്നു കണ്ടു; ക്രിപ്റ്റോൺ(ഒളിച്ചിരുന്നത്) എന്നും സെനോൺ (അപരിചിതം) എന്നും അവയ്ക്കു പേരു നൽകി.

ഒരു വലിയ വ്യാപ്തം വായുവിൽ നിന്ന് പിന്നീട് ഇവർ ഈ രണ്ടു വാതകങ്ങളും വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും അവയുടെ ഗുണധർമ്മങ്ങൾ പഠനവിധേയമാക്കുകയും ചെയ്തു. അവയുടെ അറ്റോമികഭാരം യഥാക്രമം 80,128 എന്നിങ്ങനെ കണക്കാക്കി. 1900-ൽ ആറാമത്തെ വാതകം കണ്ടെത്തിയത് ഡോൺ ആണ്. റേഡിയത്തിന്റെ റേഡിയോ ആക്ടീവ് വിഘടനത്തിൽ നിന്നു കിട്ടിയതുകൊണ്ട് അതിന് റാഡോൺ എന്നു പേരുകൊടുത്തു.

ഉപസ്ഥിതി

നിഷ്ക്രിയ വാതകങ്ങളായതുകൊണ്ട് ഇവ സ്വതന്ത്രാവസ്ഥയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. അന്തരീക്ഷവായുവാണ് ഭൂമിയിലെ പ്രധാന സ്രോതസ്സ്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ കഴിഞ്ഞാൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ളത് ഹീലിയം ആണ് (24%). നക്ഷത്രങ്ങളിലെ സംലയന പ്രക്രിയ മൂലം അതിന്റെ അളവ് കൂടിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയുമാണ്. അമേരിക്കൻ ഐക്യനാടുകളിലും കാനഡയിലും ലഭിക്കുന്ന പ്രകൃതിവാതകത്തിൽ രണ്ടുശതമാനംവരെ ഹീലിയം ഉണ്ട്. ഇതാണ് ഹീലിയത്തിന്റെ പ്രധാന സ്രോതസ്സ്. ക്ലീവൈറ്റ്, യുറാനൈറ്റ്, പിച്ച് ബ്ളെന്റ് തുടങ്ങിയ യുറേനിയം ധാതുക്കളിലും തോറിയാനൈറ്റ്, മോണോസൈറ്റ് തുടങ്ങിയ തോറിയം ധാതുക്കളിലും ഖരലായനിരൂപത്തിൽ നിലകൊള്ളുന്ന ഹീലിയം 1273 Kൽചൂടാക്കുമ്പോഴോ, അമ്ലവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുമ്പോഴോ പുറത്തു വരുന്നു. ചില ജല ഉറവകളിൽ ചെറിയതോതിൽ ഹീലിയം, നിയോൺ, ആർഗൺ എന്നിവ കാണാറുണ്ട്.

വേർതിരിക്കൽ

കാർബൺഡൈഓക്സൈഡ്, ജലബാഷ്പം, ധൂളീപടലങ്ങൾ എന്നിവ മാറ്റി ശുദ്ധീകരിച്ച വായുവിൽ നിന്ന് ഭൌതികമോ രാസികമോ ആയി നൈട്രജനും ഓക്സിജനും നീക്കം ചെയ്യാവുന്നതാണ്. ബാക്കി വരുന്ന ഉത്കൃഷ്ട വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് അവ ഓരോന്നും വേർതിരിച്ചെടുക്കാം.

ഭൗതികരീതി

ദ്രവീകൃത വായുവിലെ വ്യത്യസ്ത വാതകങ്ങളുടെ തിളനിലയിലെ വ്യത്യാസം കാരണം ഹീലിയവും നിയോണും ദ്രവനൈട്രജന്റെ മുകളിലും ആർഗൺ ഓക്സിജനൊപ്പവും ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു. അവശേഷിക്കുന്ന വാതകമിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് ഓക്സിജൻ ബാഷ്പീകരിച്ചുനീക്കം ചെയ്താൽ ക്രിപ്റ്റോണും സെനോണും കിട്ടും.

നൈട്രജൻ അടങ്ങിയ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് നൈട്രജന്റെ ഏറിയ പങ്കും ദ്രവീകരിച്ചു മാറ്റിയിട്ട് ശേഷിക്കുന്ന നൈട്രജൻ ചൂടാക്കിയ കാൽസിയം കാർബൈഡിൽ കൂടി കടത്തിവിട്ടാൽ അതുമായി പ്രതി പ്രവർത്തിച്ചു നീക്കം ചെയ്യപ്പെടും. 75% നിയോണും 25% ഹീലിയവുമുള്ള അവശിഷ്ട മിശ്രിതത്തെ ദ്രവ ഹൈഡ്രജൻ (20K) കൊണ്ടുതണുപ്പിച്ച കുഴലിൽക്കൂടി കടത്തിവിടുമ്പോൾ നിയോൺ ഖരീഭവിക്കുന്നു; ഹീലിയം, വാതകമായിത്തന്നെ ശേഷിക്കുന്നു.

ഓക്സിജൻ-ആർഗൺ മിശ്രിതം ദ്രവനൈട്രജൻ കൊണ്ടു തണുപ്പിച്ച കുഴലിൽ കൂടി കടത്തിവിടുമ്പോൾ ഓക്സിജൻ ദ്രാവകമാവുകയും ആർഗൺ വാതകാവസ്ഥയിൽ നിലകൊള്ളുകയും ചെയ്യുന്നു.

ക്രിപ്റ്റോൺ-സെനോൺ മിശ്രിതം ദ്രവീകരിച്ച വായുകൊണ്ടുതണുപ്പിച്ച കുഴലിൽ കൂടി കടത്തിവിട്ട് വേർതിരിച്ചെടുക്കാം.

രാസിക രീതി

ഈർപ്പരഹിതമായ വായുവിൽ നിന്ന് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്, ഓക്സിജൻ, നൈട്രജൻ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്താൽ ഉത്കൃഷ്ടവാതകങ്ങളുടെ ഒരു മിശ്രിതം കിട്ടും. ഉത്തേജിതമാക്കപ്പെട്ട ചിരട്ടക്കരി ഉപയോഗിച്ച് ഈ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് ഓരോ വാതകവും വേർതിരിച്ചെടുക്കാം. ഓക്സിജനും നൈട്രജനും താഴെപ്പറയുന്ന ഏതെങ്കിലും രീതിയിൽ നീക്കം ചെയ്യാം.

• ചൂടാക്കിയ കോപ്പറിൽകൂടി വായു കടത്തിവിടുമ്പോൾ അതിലെ ഓക്സിജൻ കുപ്രിക് ഓക്സൈഡായി നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ചൂടാക്കിയ മഗ്നീഷ്യത്തിൽകൂടി കടത്തിവിട്ട് നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യാം.

2Cu + O₂ → 2CuO

3Mg + N₂ → Mg₃N₂

• വായു കൂടുതൽ ഓക്സിജനുമായി കലർത്തി (1:9 അനുപാതത്തിൽ) ഒരു വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജിനു വിധേയമാക്കിയാൽ, നൈട്രജനും ഓക്സിജനും തമ്മിൽ സംയോജിച്ച് ആദ്യം നൈട്രിക് ഓക്സൈഡും പിന്നീട് നൈട്രജൻ ഡൈഓക്സൈഡും ഉണ്ടാകുന്നു. ഇത് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയിൽ ലയിപ്പിച്ച് നീക്കം ചെയ്യാം. അധികമായുള്ള ഓക്സിജൻ ക്ഷാരീയ പൈറോഗാലോളിൽ ലയിപ്പിച്ച് മാറ്റാം.

ഇപ്രകാരം ഓക്സിജനും നൈട്രജനും നീക്കം ചെയ്തശേഷം ലഭ്യമാകുന്ന ഉത്കൃഷ്ടവാതകമിശ്രിതത്തിൽനിന്ന് ഓരോ വാതകവും ഡീവാർ പ്രക്രമത്തിലൂടെയാണ് വേർതിരിക്കുന്നത്.

ചിരട്ടക്കരി, ഉൽകൃഷ്ടവാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതത്തിൽ 173 K-ൽ കുറേസമയം വച്ചിരുന്നാൽ ആർഗൺ, ക്രിപ്റ്റോൺ, സെനോൺ എന്നിവമാത്രം അധിശോഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. അവശേഷിക്കുന്ന ഹീലിയം-നിയോൺ മിശ്രിതം ശേഖരിച്ച് ചിരട്ടക്കരിയുമായി 93 K-ൽ സൂക്ഷിക്കുമ്പോൾ നിയോൺ അധിശോഷണം ചെയ്യപ്പെടുകയും ഹീലിയം അവശേഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അധിശോഷണം ചെയ്ത ചിരട്ടക്കരി ചൂടാക്കുമ്പോൾ നിയോൺ പുറത്തുവരുന്നു.

ആർഗൺ, ക്രിപ്റ്റോൺ, സെനോൺ എന്നിവ അധിശോഷണം ചെയ്ത ചിരട്ടക്കരി, ദ്രവീകൃതവായുവിന്റെ താപനിലയിലുള്ള ചിരട്ടക്കരിയുമായി ചേർത്തുവച്ചാൽ ആർഗൺ മാത്രം രണ്ടാമത്തെ ചിരട്ടക്കരിയിലേക്ക് വിസരിക്കുന്നു. ക്രിപ്റ്റോൺ, സെനോൺ എന്നീ വാതകങ്ങൾ ഉള്ള ചിരട്ടക്കരി 183 K വരെ ചൂടാക്കിയാൽ ക്രിപ്റ്റോൺ സ്വതന്ത്രമാവുന്നു.

പ്രത്യേകതകളും ഉപയോഗങ്ങളും

ഈ മൂലകങ്ങളുടെ എല്ലാം (ഹീലിയം ഒഴികെ) S2 P6 എന്ന സംയോജക ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസമാണ് ഇവയെ നിഷ്ക്രിയമാക്കുന്നത്. എന്നാലും സെനോണിന്റെ ചില ഫ്ളൂറൈഡുകളും ഓക്സീഫ്ളൂറൈഡുകളും ഓക്സൈഡുകളും ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ക്രിപ്റ്റോണിന്റെയും ചുരുക്കം ചില ഫ്ളൂറൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. നിഷ്ക്രിയ വാതകങ്ങളുടെ ബാഹ്യതമഷെല്ലിലെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസവും അവയുടെ സ്ഥിരതയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സംയോജകതയെ സംബന്ധിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങൾ രൂപീകരിക്കുന്നതിന് ഏറെ സഹായിച്ചിട്ടുണ്ട്. നിറമോ മണമോ രുചിയോ ഇല്ലാത്ത വാതകങ്ങളാണിവയെല്ലാം. ജലത്തിൽ വളരെ ചെറിയതോതിലേ ലയിക്കൂ. ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ സ്പെക്ട്രം ഉള്ളതിനാൽ വാതകം തിരിച്ചറിയാൻ ഇതുപയോഗപ്പെടുത്താനാവും. എല്ലാ ഉത്കൃഷ്ട വാതകങ്ങളും ഏകാറ്റോമികമാണ്.

വിശിഷ്ടവാതകങ്ങൾ വ്യത്യസ്തങ്ങളായ കാര്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.

• ദ്രവീകരിച്ച വിശിഷ്ടവാതകങ്ങൾ, ക്സെനോൺ ഇൻഫ്രാറെഡ് സ്പെക്ട്രോസ്കോസ്പിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• നിയോൺ വിളക്കുകളുടേയും ഫിലമെന്റുള്ള ഇൻ‌കാൻഡസെന്റ് വിളക്കുകളുടേയും നിർമ്മാണത്തിന് അലസവാതകങ്ങൾ അവിഭാജ്യ ഘടകമാണ്.
• അലസവാതക വെൽഡിങ് - TIG, MIG മുതലായവ.

ഹീലിയം

പ്രധാന ലേഖനം: ഹീലിയം

ദ്രാവകഹീലിയത്തിന് ചില അസാധാരണ ഗുണധർമങ്ങളുണ്ട്. ലാംഡ താപനിലയായ 2.18 K-ൽ താഴെ ഹീലിയം II എന്ന മറ്റൊരുരൂപം ഉണ്ടാവുന്നു. ഈ താപനിലയ്ക്കുമുകളിലുള്ളത് ഹീലിയം I ആണ്. ഹീലിയം-I, 4.2 K ൽ തിളയ്ക്കുന്നു. അത് സാധാരണ ദ്രാവകങ്ങളെപ്പോലെയാണ്. എന്നാൽ പദാർഥങ്ങളുടെ നാലാമത്തെ അവസ്ഥ എന്നു വിളിക്കാവുന്ന തരത്തിൽ ചില ഗുണധർമങ്ങളുള്ളതാണ് ഹീലിയം രണ്ട് . അവയിൽ ചിലത് താഴെപ്പറയുന്നു.

• ഹീലിയം II-ന്റെ ശ്യാനത വളരെ താഴ്ന്നതാണ്-ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിന്റെ ശ്യാനതയുടെ 10-3 ഭാഗം മാത്രം. ഒരു ഘർഷണവുമില്ലാതെ അതു ഒഴുകുന്നു.
• താപചാലകത വളരെ ഉയർന്നതാണ്-കോപ്പറിന്റെ 800 ഇരട്ടിയോളം.
• ഹീലിയം II ഒരു ബീക്കറിൽ ഒഴിച്ചുവച്ചാൽ, ബീക്കറിൽക്കൂടി മുകളിലോട്ടുകയറി പുറത്തേക്കൊഴുകുന്നു. തന്മൂലം അതിനെ അതിതരളം(Superfluid) എന്നു വിളിക്കുന്നു.
• മിക്ക വാതകങ്ങൾക്കും കടന്നുപോകാൻ കഴിയാത്ത ചെറിയ ദ്വാരത്തിൽ കൂടി ഹീലിയം-II കടന്നുപോകുന്നു.
• ഹീലിയം I അതിന്റെ തിളനിലയിൽ ശക്തിയായി തിളയ്ക്കുന്നു. താപനില ക്രമീകരിച്ച് 2.18 K ആക്കിയാൽ ദ്രാവകം തിളയ്ക്കുന്നില്ല; പക്ഷേ ദ്രാവകം അപ്രത്യക്ഷമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഹീലിയം കക-ന്റെ അതിചാലകത കാരണം ദ്രാവകത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗത്തുനിന്ന് മറ്റുഭാഗങ്ങളിലേക്ക് താപം വളരെ വേഗം കൈമാറുന്നതുകൊണ്ട്, ദ്രാവകത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗവും അമിതമായി ചൂടാവുന്നില്ല; കുമിളകളും ഉണ്ടാവുന്നില്ല; പക്ഷേ ദ്രാവകം ബാഷ്പീകരിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
• മർദം കൂടുമ്പോൾ ലാംഡ താപനില കുറയുന്നു. 25 അറ്റ്മോസ്ഫിയറിൽ, 0.9 ഗ-ൽ ഹീലിയം കക ഖരമായി മാറുന്നു. ഹീലിയത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിൽ വളരെ ദുർബലമായ വാണ്ടർവാൾസ് ബലം മാത്രമേയുളളു എന്നതാവാം ഇതിനു കാരണം.

ഉപയോഗങ്ങൾ

• തീ കത്താത്തതായതുകൊണ്ട് എയർഷിപ്പുകളും കാലാവസ്ഥാപഠനത്തിനുള്ള ബലൂണുകളും നിറയ്ക്കാൻ ഉപയോഗപ്രദമാണ്.
• സമുദ്രാന്തര യാത്രക്കാർക്കും ആസ്ത്മാരോഗികൾക്കും ശ്വസിക്കാനുള്ള ഓക്സിജൻ ഹീലിയം ചേർത്തു നേർത്തതാക്കുന്നു.
• താരതമ്യേന വേഗത്തിൽ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുന്ന ലോഹങ്ങൾ വിളക്കിച്ചേർക്കുമ്പോൾവേണ്ട നിഷ്ക്രിയാന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കാൻ ഹീലിയമാണ് പ്രയോജനപ്പെടുത്തിവരുന്നത്.
• വായുവിന്റെ ഏഴിലൊന്നുമാത്രം സാന്ദ്രതയുള്ളതായതുകൊണ്ട് വലിയ വിമാനങ്ങളുടെ ടയർ നിറയ്ക്കാൻ ഹീലിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• അതിശീതീകരണത്തിനാവശ്യമായ വളരെ താഴ്ന്ന താപനില സൃഷ്ടിക്കാൻ; പ്രത്യകിച്ചും അതിചാലക കാന്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാൻ ദ്രാവകഹീലിയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ക്രൊമാറ്റോഗ്രാഫിയിൽ വാഹക വാതകമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നിയോൺ

പ്രധാന ലേഖനം: നിയോൺ

• നിഷ്ക്രിയാന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• പരസ്യത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുത വിളക്കുകളിൽ നിയോൺ മാത്രമോ നിയോൺ-ആർഗൺ-മെർക്കുറി എന്നിവയുടെ ഒരു മിശ്രിതമോ ഉപയോഗിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളിലുളള വൈദ്യുതവിളക്കുകൾക്ക്, വിളക്കിലെ ഗ്ലാസ്സിന്റെ നിറം വ്യത്യാസപ്പെടുത്തിയാൽ മതി.

ആർഗൺ

പ്രധാന ലേഖനം: ആർഗൺ

• നൈട്രജനുമായി ചേർത്ത് (26%) വൈദ്യുതബൾബുകൾ നിറയ്ക്കാനും വെൽഡിങ് ആർക്കിൽ മറയായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ക്രിപ്റ്റോൺ

പ്രധാന ലേഖനം: ക്രിപ്റ്റോൺ

ഉയർന്ന നിർവഹണശേഷിയുള്ള വൈദ്യുത ബൾബുകളിൽ ആർഗണിനെക്കാൾ നന്നായി ഫിലമെന്റിന്റെ ബാഷ്പീകരണം തടയുന്നു.

സെനോൺ

പ്രധാന ലേഖനം: സെനോൺ

• പകൽപോലുള്ള പ്രകാശം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനാൽ ഫിലിം പ്രൊജക്ടറുകളിലും വാഹനങ്ങളിലുമുള്ള ആർക്ക് ലാംബുകളിൽ നിറയ്ക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ലിപിഡുകളിൽ നല്ലതുപോലെ ലയിക്കുന്നതുകൊണ്ടും വളരെ എളുപ്പം ശരീരത്തിൽ നിന്ന് പുറംതള്ളാൻ കഴിയുന്നതുകൊണ്ടും ബോധഹരണൌഷധമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ഹൈപ്പർ പോളറോയിഡ് എംആർഐ സ്കാനിങ്ങിലൂടെ ശ്വാസകോശത്തിന്റെ ചിത്രങ്ങളെടുക്കാൻ ഫലപ്രദമാണ്.
• എക്സൈമർ ലേസർ നിർമാണത്തിന് സമഗ്രപരിപഥനിർമാണത്തിനും (Polar) ലേസർ ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്കും ലേസർ ആൻജിയോ പ്ളാസ്റ്റിക്കും നേത്രശസ്ത്രക്രിയയ്ക്കും ഇതുപയോഗിക്കുന്നു.

റഡോൺ

പ്രധാന ലേഖനം: റഡോൺ

റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഗവേഷണങ്ങൾക്കും ക്യാൻസറിനുള്ള റേഡിയേഷൻ ചികിത്സയ്ക്കും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.

സംയുക്തങ്ങൾ

ഉൽകൃഷ്ടവാതകം

യഥാർഥസംയുക്തങ്ങൾ എന്നുപറയാനാകില്ലെങ്കിലും വളരെ താത്ക്കാലിക സ്ഥിരതമാത്രമുള്ള, സംയുക്തങ്ങൾപോലെയുള്ള ചില തന്മാത്രകളാണ് ഉത്കൃഷ്ടവാതകങ്ങളുടേതായി ആദ്യം കണ്ടെത്തിയത്. അവയിൽ ചിലത് താഴെപ്പറയുന്നു.

• ഉത്തേജിതാവസ്ഥയിലുള്ള ഹീലിയത്തിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾ. He2⁺, (HeH)⁺, (HeH)²⁺ തുടങ്ങിയവ.
• ഡിസ്ചാർജ് ട്യൂബുകളിൽ ഇലക്ട്രോഡ് ആയുപയോഗിക്കുന്ന ലോഹങ്ങളുമായി ചേർന്ന് രൂപംകൊള്ളുന്ന സംയുക്തങ്ങൾ. Pt₃He, Fe He, PdHe, BiHe₂ എന്നിവ.
• വ്യത്യസ്ത എണ്ണം BF₃ തന്മാത്രകളുമായുണ്ടാകുന്ന സമന്വയ (Coordinate)സംയുക്തങ്ങൾ.

ഉദാ: Ar → BF_{3;F3B ← Ar → BF3}

• ധ്രുവീയ (Polar) തന്മാത്രകളുടെ സാമീപ്യം കൊണ്ടുണ്ടാകുന്ന പ്രേരിതധ്രുവീകരണം (Induced polarity) വഴിയുണ്ടാകുന്ന സംയുക്തങ്ങൾ.
• ചെറിയ തന്മാത്രകൾ ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധനം വഴി പരസ്പരം ബന്ധിച്ച് വലിയ തന്മാത്രകൾ രൂപീകൃതമാകമ്പോൾ അതിനകത്ത് ആർഗൺ, ക്രിപ്റ്റോൺ തുടങ്ങിയ ആറ്റങ്ങളെ പിടിച്ചുനിർത്തിയുണ്ടാകുന്ന നീഡ സംയുക്തങ്ങൾ.

1933-ൽ ഭാരംകൂടിയ ഉത്കൃഷ്ട ലോഹങ്ങൾക്ക് ഫ്ളൂറിൻ, ഓക്സിജൻ എന്നിവയുമായി സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാകാമെന്ന് ലീനസ് പൗളിങ് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. KrF₆,XeF₆, സീനിക് അമ്ലം, പെർസീനേറ്റ് തുടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾക്കാണ് സാധ്യതയെന്നും അദ്ദേഹം പ്രവചിച്ചു. ഇതു മിക്കവാറും ശരിയാണെന്ന് പിന്നീടു കണ്ടെത്തുകയുണ്ടായി. 2007-ലെ കണക്കനുസരിച്ച് സെനോണിന്റെ അഞ്ഞൂറോളം സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. നൈട്രജൻ, ക്ളോറിൻ, ഗോൾഡ്, മെർക്കുറി എന്നിവയും സെനോണുമായുളള സംയുക്തങ്ങളും ഓർഗാനോസെനോൺ സംയുക്തങ്ങളും ഇവയിൽപെടും. ബോറോൺ, ഹൈഡ്രജൻ, ബ്രോമിൻ, അയൊഡിൻ, ബെറിലിയം, സൾഫർ, ടൈറ്റാനിയം, കോപ്പർ, സിൽവർ എന്നിവയും താഴ്ന്ന താപനിലകളിൽ സെനോണുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. സൈദ്ധാന്തികമായി, റാഡോൺ ആണ് കൂടുതൽ പ്രവർത്തനക്ഷമമെങ്കിലും, അത് റേഡിയോ ആക്റ്റീവും അസ്ഥിരവുമായതുകൊണ്ട് അതിന്റെ സംയുക്തങ്ങൾ അധികം ഉണ്ടാക്കിയിട്ടില്ല.

ഓക്സിജനും PtF₆-ഉം കൂടിചേർന്ന് O⁺₂ [PtF₆]^{- എന്ന ഒരു സംയുക്തമുണ്ടാകുന്നതായി കണ്ടെത്തിയ ബാർട്ലെറ്റ്, O₂ന്റെ അതേ അയൊണീകരണ ഊർജമുള്ള സെനോണിനും ഇത്തരത്തിലൊരു സംയുക്തം ഉണ്ടാകേണ്ടതാണെന്ന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. തുടർന്ന്, അദ്ദേഹം തന്നെ Xe+[PtF₆]-എന്ന സംയുക്തം ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്തു. PdF₆,RhF₆,PuF₆ തുടങ്ങിയ താരതമ്യേന സ്ഥിരതകുറഞ്ഞ മറ്റു ഫ്ളൂറൈഡുകളും Xe+[MF₆]- എന്ന തരത്തിലുള്ള സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി.Xe+[PtF₆]- ആണ് ഉത്കൃഷ്ട വാതകങ്ങളുടെ ആദ്യത്തെ യഥാർഥ സംയുക്തം.}

ഈ മൂലകങ്ങളിലെ ബാഹ്യതമ ഇലക്ട്രോൺ അറ സമ്പൂർണ്ണമായതിനാൽ മറ്റു മൂലകങ്ങളുമായോ സംയുക്തങ്ങളുമായോ ഉള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം തന്നെ അസാധ്യമാണെന്നായിരുന്നു ആദ്യകാല വിലയിരുത്തൽ. എന്നാൽ 1915-ൽ കോസലും (Walther Kossel), 1933-ൽ പോളിങും (Linus Pauling) ഭാരം കൂടിയ ഉത്കൃഷ്ടവാതകങ്ങളായ ക്രിപ്റ്റോണും, സെനോണും ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റിയുള്ള ഫ്ലൂറിൻ, ഓക്സിജൻ എന്നിവയുമായി സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാമെന്ന് പ്രവചിച്ചിരുന്നു. 1962 ൽ ബ്രിട്ടീഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ നീൽ ബാർലെറ്റ് കാനഡയിൽ വച്ച്, സെനൊണിന്റെ ഒരു സങ്കീർണ്ണ സംയുക്തം ഉണ്ടാക്കുന്നതിൽ വിജയം വരിച്ചു. പിന്നീട് അമേരിക്കയിലെ ഇല്ലിനോയ്സിലെ ആർഗൺ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിൽ സെനൊണിന്റേയും ഫ്ലൂറിന്റേയും ലഘുസംയുക്തമായ സെനൊൺ ടെട്രാഫ്ലൂറൈഡ് നിർമ്മിച്ചു. തുടർന്ന് അവർതന്നെ റഡോണിന്റേയും സെനൊണിന്റേയും സംയുക്തങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു. ഫ്ലൂറിനുമായി സെനൊണും റഡോണും താരതമ്യേന എളുപ്പത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുമെങ്കിലും, ക്രിപ്റ്റോണിന്റെ സംയുക്തങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം താരതമ്യേന ബുദ്ധിമുട്ടേറിയതാണ്.

ഹെൽ‌സിങ്കി യൂണിവേർസിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രകാരന്മാർ ഓക്സീകരണനില '0' ആയ, 40 കെൽവിനു താഴെ മാത്രം സ്ഥിരതയുള്ള, സെനൊണിന്റേയും ക്രിപ്റ്റോണിന്റെയും നിരവധി സംയുക്തങ്ങൾ (ഇതുവരെ 22 എണ്ണം; കൂടുതലും സെനോണിന്റേത്) നിർമ്മിച്ചു. അവയുടെ സാമാന്യ തന്മാത്രാവാക്യം HNgY ആണ്. Ng= ഉൽകൃഷ്ടവാതകം, Y= ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് ലിഗാൻഡ് (F, OH, CN, CCH, Cl തുടങ്ങിയവ). അപ്രകാരം അവർ ആദ്യത്തെ ആർഗോൺ സംയുക്തമായ ആർഗോൺ ഫ്ലൂറോഹൈഡ്രൈഡ് (HArF) 2000മാണ്ടിൽ നിർമ്മിച്ചെടുത്തു. ഇത് ആർഗോണിന്റെ ഇതുവരെ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ട ഏക സംയുക്തമാണ്. പക്ഷേ ആർഗോണിന്റെ കാർബൺ, നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ, സിലിക്കൺ, സൾഫർ, ഉത്കൃഷ്ടലോഹങ്ങൾ എന്നിവയുമായി സഹസംയോജക രാസബന്ധമുള്ള ചില സംയുക്തങ്ങൾ പ്രവചിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

സെനൊണിന്റേയോ റഡോണിന്റേയോ ഫ്ലൂറൈഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് വേണ്ടുന്ന ഊർജ്ജം, ആണവ പ്രതിപ്രവർത്തനം തുടങ്ങുന്നതിനു വേണ്ടുന്നതിനേക്കാൾ അധികമാണ്. ഇതിൽനിന്നുണ്ടാകുന്ന സംയുക്തങ്ങൾ നിലനിൽക്കുന്നതുമാണ്. സെനൊണിന്റെ ഓക്സൈഡുകളും ഫ്ലൂറൈഡുകളുകളും ശക്തമായ ഓക്സീകാരികളാണ് (oxidizing agents).

റഡോൺ സംയുക്തങ്ങളുടെ ഉപയോഗങ്ങൾ പൊതുവേ കുറവാണ്. റഡോൺ തന്നെ റേഡിയോ പ്രവർത്തനം ഉള്ള മൂലകമാണ്. അതിന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് 3.82 ദിവസമാണ്.

ഉൽകൃഷ്ടമൂലകങ്ങളുടെ ക്രീയാശീലത ഇങ്ങനെയാണ്. Ne < He < Ar < Kr < Xe < Rn .

ഹീലിയം, നിയോൺ എന്നീ മൂലകങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ അതിന്റെ അണുകേന്ദ്രത്തോട് വളരെ അടുത്തായതിനാൽ ഇവയുടെ സംയുക്തങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുക എന്നത് ഏറ്റവും പ്രയാസകരമാണ്. എന്നാൽ ഹീലിയത്തിന്റെ ഫ്ലൂറോഹൈഡ്രൈഡ് (HHeF) പോലുള്ള അപൂർവം ചില സംയുക്തങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാമെന്നു ചില ഗവേഷണങ്ങൾ (Theoretical chemistry using ab initio calculations) സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു. പക്ഷേ നിയോണിന്റെ ഒരു സംയുക്തവും ഇതുവരെ തത്ത്വപരമായിപ്പോലും തിരിച്ചറിയാൻ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.

ഉത്കൃഷ്ട വാതകങ്ങൾക്കെല്ലാം ബാഹ്യതമഷെല്ലിൽ എട്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾ (ഹീലിയം ഒഴികെ) ഉള്ളതിനാൽ അവ പൊതുവേ നിഷ്ക്രിയമായിട്ടാണ് വർത്തിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഇപ്പോൾ, സെനോണിന്റെ അഞ്ഞൂറിലധികം സംയുക്തങ്ങളും ക്രിപ്റ്റോണിന്റെ ചില സംയുക്തങ്ങളും ഉണ്ടാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ഈ സംയുക്തങ്ങളെല്ലാം അതിസംയോജകങ്ങൾ (hypervalent) ആണ്. ഉത്കൃഷ്ടവാതകങ്ങളുടെ ആറ്റം ഫുള്ളറീൻതന്മാത്രയുടെ അകത്ത് അകപ്പെടുത്തി നിർത്തുന്ന ചില ക്ലാത്രേറ്റ് (Clathrate) സംയുക്തങ്ങളും ഉണ്ട്.

സെനോൺ സംയുക്തങ്ങൾ

സെനോൺ ഫ്ളൂറൈഡുകൾ

സെനോണും ഫ്ളൂറിനുമായി നേരിട്ട് സംയോജിച്ചാണ് സെനോൺ ഫ്ളൂറൈഡുകൾ ഉണ്ടാകുന്നത്. ഫ്ളൂറിന്റെ അളവ് ക്രമീകരിച്ച് വ്യത്യസ്ത ഫ്ളൂറൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കാം.

• XeF₂: സെനോണും ഫ്ളൂറിനും ഒരു നിക്കൽ പാത്രത്തിലെടുത്ത് അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തിൽ വച്ചാൽ XeF₂ ഉണ്ടാവുന്നു. നിറമില്ലാത്ത ഒരു ഖരപദാർഥമാണിത്.
• XeF₄: സെനോണും ഫ്ളൂറിനും 1:5 അനുപാതത്തിൽഒരു നിക്കൽപാത്രത്തിൽ ആറ് അറ്റ്മോസ്ഫിയർ മർദ്ദത്തിൽ 673 K-ൽ ചൂടാക്കിയാൽ സെനോൺ ടെട്രാ ഫ്ളൂറൈഡ് ലഭ്യമാകും. നിറമില്ലാത്ത ഖരപദാർഥമായ XeF₄ ശുദ്ധവും ഈർപ്പരഹിതവുമാണെങ്കിൽ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്.
• XeF6: സെനോണും ഫ്ളൂറിനും 1:20 അനുപാതത്തിൽ 200 അറ്റ്മോസ്ഫിയറിൽ 973 Kൽ ചൂടാക്കിയാൽ XeF6 കിട്ടുന്നു. നല്ല ബാഷ്പീകരണസ്വഭാവമുള്ള ഖരപദാർഥമാണിത്.

ജലവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് XeOF₄, XeO₂F₂, XeO₃എന്നിവ ഉണ്ടാകുന്നു. ആൽക്കലിയുടെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ ആദ്യം ഇതു വിഘടിച്ച് പെർസിനേറ്റും ഉണ്ടാവുന്നു.

XeO₃ + OH^- → HXeO₄^-

4HXeO₄^-+8OH^- →3XeO₆^4- +Xe+6H₂O

പെർസിനേറ്റ് ശക്തിയേറിയ ഓക്സീകാരിയാണ്.

ക്രിപ്റ്റോൺ, KrF₂,KrF₄ എന്ന രണ്ടു ഫ്ളൂറൈഡുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും അവ സെനോൺ ഫ്ളൂറൈഡുകളേക്കാൾ അസ്ഥിരമാണ്.

സെനോൺ ഓക്സിഫ്ളൂറൈഡുകൾ

• XeO₂F₂:സെനോൺ ഹെക്സാഫ്ളൂറൈഡ് ജലവുമായോ സിലിക്കയുമായോ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഇതുണ്ടാകുന്നു.

XeF₆+H₂O → XeOF₄ +2HF

2XeHF₆ +SiO₂ →2XeOF₄+SiF₄

• XeO₂F₂: സെനോൺ ഹെക്സാഫ്ളൂറൈഡ് ജലവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ചുതന്നെയാണ് ഇതും ഉണ്ടാകുന്നത്.

XeF₆ +2H₂O →XeO₂F₂+4HF

സെനോൺ ട്രൈഓക്സൈഡ്

XeF₆, XeF₄ എന്നിവ ജലവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ കിട്ടുന്ന അവസാനത്തെ സംയുക്തം. ചെറിയ മർദത്തിൽ പെട്ടെന്ന് പൊട്ടിത്തെറിക്കും.