జడవాయువులు

జడవాయువులు: ఇవి మొత్తం ఆరు మూలకాలు. అవి: హీలియం, నియాన్, ఆర్గాన్, క్రిప్టాన్, గ్జినాన్, రేడాన్. వీటిలో చివరిదైన రేడాన్ తప్ప మిగిలినవన్నీ వాతావరణంలో అత్యల్ప పరిమాణంలో ఉంటాయి. అందువల్ల వీటిని ‘విరళ వాయువులు’ (Rare gases) అని కూడా అంటారు. ఆవర్తన పట్టికలో ప్రతి పీరియడ్ జడవాయు మూలకంతో అంతమవుతుంది. వీటి బాహ్య కక్ష్యలు పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్లతో నిండి ఉంటాయి. ఈ మూలకాలకు ఏమాత్రం చర్యాశీలత ఉండదు. అందువల్ల వీటిని ‘ఉత్కృష్ట వాయువులు’ అని కూడా అంటారు. రేడాన్ అనేది రేడియో ధార్మిక మూలకం.

ఆవిష్కరణ: జడవాయువుల ఆవిష్కరణ ఒక్కరోజులో జరిగింది కాదు. దీనికి ఒక శతాబ్దకాలం పట్టింది. వీటి ఆవిష్కరణ చాలా వైవిధ్యంగా జరిగింది. నామకరణం విషయంలోనూ ప్రత్యేకతలున్నాయి. రామ్సే, రేలీ అనే శాస్త్రవేత్తలు సమగ్ర అధ్యయనం జరిపి, జడవాయువులను ఆవిష్కరించారు. వీటిపై చేసిన పరిశోధనకుగాను వీరికి నోబెల్ బహుమతి కూడా లభించింది.

1868లో సంపూర్ణ గ్రహణం ఏర్పడినప్పుడు, సూర్యుని క్రోమోస్ఫియర్‌పై పరిశోధన జరిపి జన్‌సెన్, లాకియర్ అనే శాస్త్రవేత్తలు కొత్త మూలకాన్ని కనుగొన్నారు. దీనికి ‘హీలియం’ అని పేరు పెట్టారు. Helios అంటే సూర్యుడు అని అర్థం.

1785లో గాలిలోని అనుఘటక వాయువులను వేరుచేస్తూ దేనితోనూ చర్య జరపని ఒక వాయువు గురించి పేర్కొన్నారు. ఒక శతాబ్దం తర్వాత 1891లో రేలీ అనే శాస్త్రవేత్త వాతావరణంలోని నైట్రోజన్‌లో ఈ కొత్త వాయువును కనుగొన్నాడు. దీనికి ‘ఆర్గాన్’ అని పేరు పెట్టాడు. అటజౌ అంటే సోమరి అని అర్థం.

మిగిలిన జడవాయువులను కూడా వాతావరణంలోని నైట్రోజన్ నుంచే వేరు చేశారు. నియాన్‌ను రామ్సే, ట్రావెర్ప్‌; క్రిప్టాన్, గ్జినాన్‌ను రామ్సే కనుగొన్నారు. Neon అంటే ‘కొత్త’ Krypton అంటే ‘దాగి ఉన్న’, Xenon అంటే ‘పరిచయం లేనిది’ అని అర్థం. 1900లో రేడియోధార్మిక రేడియో విఘటనం చెందితే రేడాన్ వాయువు వస్తుందని రామ్సే తెలిపాడు.
రేడాన్ తప్ప మిగిలిన వాయువులు స్వేచ్ఛా స్థితిలో నక్షత్రాల్లో, భూ వాతావరణంలో, గాలిలో, కొన్ని ఖనిజాల్లో అంతర్బంధిత స్థితిలో ఉంటాయి.
గాలిలో ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉండే జడవాయువు ఆర్గాన్, అత్యల్ప పరిమాణంలో ఉండేది హీలియం.

ద్రవ హీలియం ప్రత్యేకత: హీలియంను 1 అట్మాస్ఫియర్ పీడనం వద్ద 2.2 K (– 270.8 °C) ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరిస్తే ‘హీలియం-II’ అనే ద్రవరూప హీలియం లభిస్తుంది. దీని స్నిగ్ధత చాలా తక్కువ. ఇది సాధారణ ద్రవాల్లా కిందికి ప్రవహించడానికి బదులుగా పాత్ర గోడలపైకి ఎగబాకుతుంది.

జడవాయువుల ఉపయోగాలు
హీలియం: ఇది హైడ్రోజన్ తర్వాత అత్యంత తేలికైన వాయువు. ఆవర్తన పట్టికలో రెండో స్థానాన్ని (పరమాణు సంఖ్య 2, ద్రవ్యరాశి సంఖ్య 4) ఆక్రమిస్తుంది.
హీలియం వాయువుకు మండే గుణం లేదు (దహనశీలి కాదు). కాబట్టి దీన్ని వాతావరణ అధ్యయనానికి ఉపయోగించే బెలూన్లలో వాడతారు.
సముద్రాల్లో లోతుకు వెళ్లే గజ ఈతగాళ్లు (Deep Sea Divers) శ్వాస కోసం వాడే ఆధునిక పరికరాల్లో గాలి స్థానంలో 80 శాతం హీలియం, 20 శాతం ఆక్సిజన్ మిశ్రమాన్ని ఉపయోగిస్తారు. సహజ గాలిలో ఉండే నైట్రోజన్, సముద్ర లోతుల్లో ఉండే అధిక పీడనాల వద్ద రక్తంలో కరిగి బెండ్‌‌స (Bends)ను కలుగజేస్తుంది. అందువల్ల దీన్ని ఉపయోగించరు.
ఉబ్బసం (ఆస్తమా) వ్యాధిగ్రస్థులు ఉపశమనం కోసం హీలియం, ఆక్సిజన్‌ల మిశ్రమాన్ని వాడతారు.
పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత (0 K లేదా – 273 °C) వద్ద పరిశోధనలు చేయడానికి, అల్ప ఉష్ణోగ్రతలను పొందడానికి ద్రవ హీలియాన్ని క్రయోజనిక్ ద్రవంగా వాడతారు.
అల్ప ఉష్ణోగ్రతలను కొలిచే థర్మామీటర్లలో హీలియంను ఉపయోగిస్తారు.
న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లలో ఉష్ణ బదిలీ కోసం ఇది మాధ్యమంగా ఉపయోగపడుతుంది.
విద్యుత్ ట్రాన్స్ ఫార్మర్లలో హీలియంను ఉపయోగిస్తారు.
చర్యాశీలత ఉన్న మెగ్నీషియం వంటి లోహాల తయారీలో, అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అల్యూమినియం, స్టెయిన్ లెస్ స్టీలు వంటి వాటిని వెల్డింగ్ చేసేటప్పుడు జడ వాతావరణాన్ని కల్పించడానికి హీలియం వాయువును వాడతారు (అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద గాలిలోని నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరుపుతుంది).

నియాన్: అల్ప పీడనాల వద్ద నియాన్ బల్బులు ముదురు ఎరుపు రంగు కాంతిని వెలువరుస్తాయి. ఈ కాంతి పొగమంచు నుంచి కూడా చొచ్చుకొని పోతుంది.
దీన్ని సిగ్నల్ లైట్లలో, ఓడరేవుల్లో, బెకన్ లైట్లలో, విమానాశ్రయాల్లో పైలట్లకు దారిచూపే దీపాలుగా ఉపయోగిస్తారు.
దీనికి అధిక వోల్టేజీని తట్టుకునే సామర్థ్యం ఉంటుంది కాబట్టి రెక్టిఫయర్లలో వాడతారు.

ఆర్గాన్:వెల్డింగ్‌లు చేసేటప్పుడు జడ వాతావరణాన్ని కల్పించడానికి దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.
టంగ్‌స్టన్ ఫిలమెంట్ బల్బుల్లో జడ వాతావరణాన్ని కల్పించడానికి (ఆక్సిజన్ ఉంటే ఫిలమెంట్ మండి కాలిపోతుంది) వాడతారు.
ఉత్సర్గ నాళికల్లో, గైగర్ కౌంటర్ ట్యూబుల్లోనూ వినియోగిస్తారు.

క్రిప్టాన్: గని కార్మికుల టోపీ లైట్లలో (మైనర్ప్‌ క్యాప్‌లలో) వాడతారు.
ఎలక్ట్ట్రానిక్ ట్యూబుల్లో వోల్టేజీని క్రమబద్ధీకరించడానికి, లోహ పలకలు, జాయింట్‌ల మందాన్ని కొలవడానికి క్రిప్టాన్-85ను ఉపయోగిస్తారు.
వాణిజ్య ప్రకటనల కోసం ఉపయోగించే రంగురంగుల ట్యూబుల్లో మెర్క్యురీ బాష్పంతోపాటు నియాన్, ఆర్గాన్‌లను ఉపయోగిస్తారు.

గ్జినాన్: ఫొటోగ్రాఫిక్ ఫ్లాష్బల్బుల్లో వాడతారు.

తటస్థ మీసాన్‌లను కనుగొనడానికి బబుల్ చాంబర్‌లో ఉపయోగిస్తారు.

రేడాన్: కేన్సర్ థెరపీలో ఉపయోగించే ఆయింట్‌మెంట్‌లలో రేడాన్‌ను వినియోగిస్తారు.
ఉక్కు పోతలలో (Casts) లోపాలను గుర్తించడానికి దీన్ని వాడతారు.