हेलियम (He): रासायनिक गुणधर्म आणि अभिक्रिया (परीक्षा मार्गदर्शक)

रासायनिक गुणधर्मांचे विहंगावलोकन

अभिक्रियाशीलता

हेलियम (He), गट 18 (उत्कृष्ट वायू) चा सदस्य आहे, ज्याचे 1s² असे अत्यंत स्थिर इलेक्ट्रॉन संरूपण आहे. या पूर्णपणे भरलेल्या संयोजी कवचामुळे हेलियम मानक परिस्थितीत अत्यंत निष्क्रिय बनतो. इलेक्ट्रॉन मिळवणे, गमावणे किंवा सामायिक करण्याची त्याची प्रवृत्ती कमी किंवा अजिबात नसते, त्यामुळे ते फार कमी, किंवा कोणतेही स्थिर रासायनिक संयुगे तयार करत नाही.

विद्युतऋणात्मकता

त्याच्या रासायनिक निष्क्रियतेमुळे आणि सहसंयुज बंध तयार करण्याच्या प्रवृत्तीच्या अभावामुळे, पॉलिंग स्केलसारख्या मानक स्केलमध्ये हेलियमसाठी विद्युतऋणात्मकता मूल्ये सामान्यतः परिभाषित केली जात नाहीत किंवा दिली जात नाहीत. त्याच्या भरलेल्या संयोजी कवचामुळे बंध तयार करण्याच्या स्थितीत इलेक्ट्रॉन आकर्षित करण्याची कोणतीही रासायनिक प्रेरणा नसते.

सामान्य अभिक्रियाशीलता

हेलियमला रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय मानले जाते. सामान्य प्रयोगशाळेतील परिस्थितीत ते ऑक्सिडेशन, रिडक्शन किंवा आम्ल-क्षार अभिक्रियांसारख्या सामान्य रासायनिक अभिक्रियांत भाग घेत नाही. ही निष्क्रियता उत्कृष्ट वायूंचे एक मुख्य वैशिष्ट्य आहे.

हवा आणि ऑक्सिजनची क्रिया

हेलियम हवा किंवा ऑक्सिजनशी अभिक्रिया करत नाही. ते मूलतः अज्वलनशील आहे आणि ज्वलनास मदत करत नाही. उच्च तापमानात किंवा उच्च दाबामध्येही, जे उच्च माध्यमिक रसायनशास्त्राशी संबंधित आहेत, कोणतीही रासायनिक रूपांतरण होत नाही.

• अभिक्रिया: $\text\{He(g) + O\}_2\text\{(g) \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$

पाणी आणि वाफेची क्रिया

हेलियम पाण्यात अविद्राव्य आहे आणि पाणी किंवा वाफेशी कोणतीही रासायनिक अभिक्रिया दर्शवत नाही. त्याची निष्क्रियता विविध तापमान आणि दाबाच्या परिस्थितीत टिकून राहते.

• अभिक्रिया: $\text\{He(g) + H\}_2\text\{O(l/g) \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$

आम्ल आणि क्षारांची क्रिया

हेलियम आम्ल आणि क्षार या दोन्हीशी रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय आहे. ते सौम्य किंवा तीव्र खनिजे आम्लांशी, तसेच तीव्र किंवा सौम्य अल्कलींशी अभिक्रिया करत नाही.

• आम्लांसोबत अभिक्रिया: $\text\{He(g) + Acid \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$
• क्षारांसोबत अभिक्रिया: $\text\{He(g) + Base \} \rightarrow \text\{No Reaction\}$

महत्त्वाच्या प्रयोगशाळा चाचणी/ओळख अभिक्रिया

हेलियमच्या अत्यंत रासायनिक निष्क्रियतेमुळे, उच्च माध्यमिक प्रयोगशाळेत त्याच्या ओळखीसाठी कोणत्याही पारंपारिक रासायनिक ओल्या चाचण्या (उदा. अवक्षेपण, रंग बदल, अभिक्रियेतून वायूची निर्मिती) उपलब्ध नाहीत. ओळख त्याच्या विशिष्ट भौतिक गुणधर्मांवर किंवा प्रगत वर्णक्रमीय पद्धतींवर अवलंबून असते:

1. निष्क्रियता: वायू म्हणून, हेलियमला ज्वलन न होण्याची किंवा ज्वलनास मदत न करण्याची क्षमतेमुळे ओळखता येते. जर ज्योत आत आणली तर, वायू पेटणार नाही किंवा ज्योत टिकवून ठेवणार नाही. हे त्याला ज्वलनशील वायू (उदा. हायड्रोजन) आणि अभिक्रियाशील वायू (उदा. ऑक्सिजन) पासून वेगळे करते.
2. कमी घनता: हेलियम हवेपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी घनतेचा असतो. हा गुणधर्म फुग्यांना हवेत तरंगण्यास मदत करण्याच्या त्याच्या क्षमतेतून दिसून येतो. साधी घनता तुलना त्याची उपस्थिती दर्शवू शकते.
3. अणु उत्सर्जन वर्णपटविज्ञान (Atomic Emission Spectroscopy): सर्वात निश्चित ओळख पद्धत त्याच्या अद्वितीय अणु उत्सर्जन वर्णपटातून (atomic emission spectrum) होते. जेव्हा हेलियम वायू विद्युत विसर्जनाद्वारे उत्तेजित होतो, तेव्हा तो विशिष्ट तरंगलांबीवर प्रकाश उत्सर्जित करतो, ज्यामुळे एक विशिष्ट वर्णपटीय स्वाक्षरी तयार होते. तथापि, ही पद्धत सामान्यतः उच्च माध्यमिक शाळेच्या नियमित प्रात्यक्षिक कामाच्या पलीकडची आहे.