હિલિયમ (He): રાસાયણિક ગુણધર્મો અને પ્રતિક્રિયાઓ (પરીક્ષા માર્ગદર્શિકા)
રાસાયણિક ગુણધર્મોનો પરિચય
પ્રતિક્રિયાત્મકતા
હિલિયમ (He), સમૂહ 18 (ઉમદા વાયુઓ) નું સભ્ય, 1s² નું અત્યંત સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન સંરચના ધરાવે છે. આ સંપૂર્ણ ભરેલો સંયોજકતા કોષ હિલિયમને પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓમાં અત્યંત નિષ્ક્રિય બનાવે છે. તે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની, ગુમાવવાની અથવા વહેંચવાની ન્યૂનતમ થી કોઈ વૃત્તિ દર્શાવતું નથી, આમ ખૂબ ઓછા, જો કોઈ હોય તો, સ્થિર રાસાયણિક સંયોજનો બનાવે છે.
વિદ્યુતઋણતા
તેની રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતા અને સહસંયોજક બંધ બનાવવાની વૃત્તિના અભાવને કારણે, પૉલિંગ સ્કેલ જેવા પ્રમાણભૂત માપદંડોમાં હિલિયમને સામાન્ય રીતે વિદ્યુતઋણતા મૂલ્યો વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવતા નથી અથવા સોંપવામાં આવતા નથી. તેનો ભરેલો સંયોજકતા કોષ બંધન પરિસ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષવાની કોઈ રાસાયણિક પ્રેરણા દર્શાવતો નથી.
સામાન્ય પ્રતિક્રિયાત્મકતા
હિલિયમને રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય ગણવામાં આવે છે. તે સામાન્ય પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિડેશન, રિડક્શન અથવા એસિડ-બેઝ પ્રતિક્રિયાઓ જેવી લાક્ષણિક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેતું નથી. આ નિષ્ક્રિયતા ઉમદા વાયુઓની એક વ્યાખ્યાયિત લાક્ષણિકતા છે.
હવા અને ઓક્સિજનની ક્રિયા
હિલિયમ હવા અથવા ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. તે સ્વાભાવિક રીતે દહનશીલ નથી અને દહનને ટેકો આપતું નથી. ઉચ્ચ શાળા રસાયણ વિજ્ઞાનને સંબંધિત ઊંચા તાપમાન અથવા દબાણ પર પણ કોઈ રાસાયણિક રૂપાંતરણ થતું નથી.
- પ્રતિક્રિયા:
પાણી અને વરાળની ક્રિયા
હિલિયમ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે અને પાણી અથવા વરાળ પ્રત્યે કોઈ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાત્મકતા દર્શાવતું નથી. તેની નિષ્ક્રિય પ્રકૃતિ વિવિધ તાપમાન અને દબાણની પરિસ્થિતિઓમાં જળવાઈ રહે છે.
- પ્રતિક્રિયા:
એસિડ અને બેઝની ક્રિયા
હિલિયમ એસિડ અને બેઝ બંને પ્રત્યે રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે. તે મંદ અથવા સાંદ્ર ખનિજ એસિડ સાથે, કે મજબૂત અથવા નબળા આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી.
- એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા:
- બેઝ સાથે પ્રતિક્રિયા:
મુખ્ય પ્રયોગશાળા પરીક્ષણ/ઓળખ પ્રતિક્રિયાઓ
હિલિયમની અત્યંત રાસાયણિક નિષ્ક્રિયતાને કારણે, ઉચ્ચ શાળા પ્રયોગશાળામાં તેની ઓળખ માટે કોઈ પરંપરાગત રાસાયણિક ભીના પરીક્ષણો (દા.ત., અવક્ષેપણ, રંગ પરિવર્તન, પ્રતિક્રિયામાંથી વાયુનું ઉત્સર્જન) ઉપલબ્ધ નથી. ઓળખ તેના વિશિષ્ટ ભૌતિક ગુણધર્મો અથવા અદ્યતન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક પદ્ધતિઓ પર આધાર રાખે છે:
- નિષ્ક્રિયતા: એક વાયુ તરીકે, હિલિયમને તેની બળવાની અથવા દહનને ટેકો આપવાની અક્ષમતા દ્વારા ઓળખી શકાય છે. જો જ્યોત દાખલ કરવામાં આવે, તો વાયુ સળગશે નહીં, ન તો તે જ્યોતને ટકાવી રાખશે. આ તેને જ્વલનશીલ વાયુઓ (દા.ત., હાઇડ્રોજન) અને પ્રતિક્રિયાશીલ વાયુઓ (દા.ત., ઓક્સિજન) થી અલગ પાડે છે.
- ઓછી ઘનતા: હિલિયમ હવા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું સઘન છે. આ ગુણધર્મ બલૂન ભરવાની તેની ક્ષમતામાં સ્પષ્ટ છે જે તરે છે. એક સરળ ઘનતા સરખામણી તેની હાજરી સૂચવી શકે છે.
- પરમાણુ ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી: સૌથી નિશ્ચિત ઓળખ પદ્ધતિ તેના અનન્ય પરમાણુ ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમ દ્વારા છે. જ્યારે હિલિયમ વાયુને ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ઉત્તેજિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે લાક્ષણિક તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરે છે, જે એક વિશિષ્ટ સ્પેક્ટ્રલ સહી ઉત્પન્ન કરે છે. જોકે, આ પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે નિયમિત ઉચ્ચ શાળાના પ્રાયોગિક કાર્યથી પર છે.