“ก๊าซเฉื่อย” แต่ประโยชน์ไม่เฉื่อยตามชื่อ เราทุกคนรู้จักบอลลูน รู้จักถังออกซิเจนรู้จักหลอดไฟนีออน แต่เรารู้หรือไม่ว่าสิ่งเหล่านั้นล้วนมีก๊าซเฉื่อยผสมอยู่ในระบบทั้งสิ้น ก๊าซเฉื่อยมีทั้งหมด 6 ธาตุ คือ ฮีเลียม(He) นีออน (Ne) อาร์กอน (Ar) คริปทอน (Kr) ซีนอน (Xe) และ เรดอน (Ra) เป็นธาตุที่มีโครงสร้างอะตอมที่มีอิเล็กตรอนวงนอกสุด (verent electron) อยู่ 8 ตัว จึงถูกบรรจุไว้ในหมูที่ 8 ของตารางธาตุ(ยกเว้นฮีเลียมที่มีแค่ 2 อิเล็กตรอน) ด้วยโครงสร้างดังกล่าวทำให้อะตอมของธาตุเหล่านี้มีความเสถียรจึงไม่เกิดการทำปฏิกิริยากับธาตุอื่น (จริง ๆบางตัว อย่าง Xe กับ Kr พบว่าเกิดได้แต่เกิดยาก) และมักจะอยู่เป็นอะตอมเดี่ยว (Monoatomic Molecule) ในขณะที่ก๊าซส่วนใหญ่จะมีมากกว่า 1 อะตอม เช่น H₂, N₂, O₂, Cl₂ เป็นต้น (เรียกว่า diatomic molecule) ดังที่กล่าวไปข้างต้น เรามาดูกันดีกว่าว่าก๊าซชนิดไหนผสมอยู่ในอะไรในชีวิตประจำวันเราบ้าง

ภาพที่ 1 ก๊าซเฉื่อยหรือก๊าซมีตระกูลในหมู่8ที่อยู่ตำแหน่งขวามือสุดของตารางธาตุ
ที่มา https://pixabay.com , ExplorersInternational

          1.ฮีเลียม (He)  

          ใช้ผสมกับก๊าซออกซิเจน (O₂) ใช้หายใจสำหรับผู้ที่ต้องไปทำงานหรือนักประดาน้ำที่ใต้ทะเลลึกซึ่งมีความกดดันสูง เนื่องจากในอากาศปกตินั้นจะมีไนโตรเจนผสมอยู่มากและยังละลายในเลือดได้ดีที่ความกดดันสูง ทีนี้ถ้าเราเอาอากาศปกติไปใช้ใต้ทะเลลึกที่มีความกดดันสูงไนโตรเจนในอากาศก็จะละลายผสมไปในเลือดเราตอนเราหายใจอยู่ใต้ทะเลลึก แต่พอเราโผล่ขึ้นมาผิวน้ำที่ความดันเริ่มกลับสู่ปกติ เจ้าไนโตรเจนที่ละลายในเลือดก็จะละลายได้น้อยลง และคืนสภาพก๊าซกลายเป็นฟองอากาศในเลือดเราอยู่ตามอวัยวะเราเช่น กล้ามเนื้อ หรือหลอดเลือดทำให้เรามีอาการเจ็บปวด หรือถึงขั้นเสียชีวิตกันเลยทีเดียว! แล้วฮีเลียมช่วยเราได้ยังไง? เนื่องจากฮีเลียมไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและละลายในเลือดได้น้อย เราก็ใส่ฮีเลียมผสมกับออกซิเจนในอัตราส่วน 4 :1 โดยปริมาตร ทำให้เราสามารถใช้อากาศที่ผสมใหม่นี้หายใจใต้ทะเลลึกได้โดยไม่เกิดอาการเลือดเป็นฟองนั่นเอง

            2.นีออน (Ne)

          ใช้บรรจุในหลอดไฟโฆษณาเหมือนกับอาร์กอนแต่มีคุณลักษณะพิเศษโดยให้สีแสงไฟเป็นสีส้มหรือสีส้มแดง จริง ๆแล้วฮีเลียมกับอาร์กอนก็ใช้บรรจุในหลอดไฟได้เช่นกันโดยฮีเลียมจะให้สีแสงไฟเป็นสีชมพูส่วนอาร์ก่อนจะให้สีแสงไฟเป็นสีม่วงน้ำเงิน

          3.อาร์กอน (Ar)

          ใช้เป็นก๊าซบรรจุในหลอดไฟเพื่อกันไส้หลอดขาด ถ้าเราบรรจุอากาศปกติในหลอดไฟไส้หลอดจะทำปฏิกิริยากับอากาศทำให้ไส้หลอดขาดง่าย แต่เจ้าอาร์กอนนี้ “เฉื่อย” ยังไงล่ะ เมื่อเจ้าเฉื่อยของเราไม่ทำปฏิกิริยากับไส้หลอด ดังนั้นหลอดไฟก็มีอายุการใช้งานนานขึ้นนั่นเองนอกจากนี้เรายังใช้อาร์กอนในอุตสาหกรรมการเชื่อมโลหะที่เรียกว่าการเชื่อมทิก (Tungsten Inert Gas welding, TIG) อีกด้วย

          4.Kr (คริปตอน)

          ใช้ในหลอดไฟแฟลชในการถ่ายรูปด้วยความเร็วสูงเพราะต้องการแสงสว่างมากในช่วงเวลาสั้นๆและสามารถใช้ควบคู่กับไนโตรเจนในหลอดไฟบางชนิดได้ด้วย

          5.ซีนอน(Xe) 

          ซีนอนเป็นธาตุที่ไม่มีกลิ่น  ไม่มีสี  เจอได้เพียงเล็กน้อยในบรรยากาศ เป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติเป็นยาสลบประโยชน์อีกอย่างคือใช้บรรจุในหลอดไฟส่องหน้ารถแบบ HID (High Intensity Discharged) ที่ให้แสงสว่างสูง...ซึ่งในบางครั้งก็สูงซะจนรบกวนสายตาผู้ใช้รถใช้บนท้องถนนอีกด้วย

          6.เรดอน (Ra) 

          ตัวนี้มาแปลกเพราะโดยธรรมชาติเรดอนเป็นธาตุกัมมันตรังสีที่เป็นอันตรายกับมนุษย์ เนื่องจากเรดอนได้จากการแยกสลายธาตุเรเดียมที่พบได้ทั่วไปตามพื้นโลก พอเราเอาอิฐ,ปูน หรือ ทรายที่มีเรเดียมผสมอยู่มาสร้างอาคารทำให้เรามีโอกาสได้รับอันตรายจากสารเรดียม (ที่สลายเป็นก๊าซเรดอน) เกิดเป็นมะเร็งปอดได้นั่นเอง แต่อย่างไรก็ตามในทางการแพทย์ เรากลับนำไอโซโทปของเรดียมเช่น Ra-223 มาใช้รักษามะเร็งกระดูก หรือ มะเร็งต่อมลูกหมากได้เช่นกัน

ภาพที่ 2 เรดอนที่แสดงเลขอะตอม86และมีน้ำหนักอะตอม222
ที่มา https://pixabay.com , Clker-Free-Vector-Images

          จึงยังนับได้ว่าเจ้าก๊าซเฉื่อยตัวนี้ยังมีประโยชน์กับมนุษย์ได้อยู่มาจนถึงตรงนี้เราคงไม่ปฏิเสธแล้วว่าก๊าซเฉื่อยมีประโยชน์มากกว่าชื่อของมันเหลือเกินซึ่งจริง ๆ แล้ว ก๊าซเฉื่อยเองก็มีอีกชื่อ (แต่ไม่นิยมเรียกเท่าไหร่) ว่า “ก๊าซมีตระกูล” (Noble Gas) ทำไมเราถึงตั้งชื่อนี้ให้มันล่ะ? เพราะว่าการที่มันไม่ชอบทำปฏิกิริยากับธาตุอื่นมันมีลักษณะเหมือนกับคนที่ไม่ตกหลุมพรางหรือหลีกเลี่ยงการมีเรื่องเมื่อถูกยั่วยุ โดนดูถูก และไม่เที่ยวไปดูถูกคนอื่นที่ด้อยกว่าสิ่งเหล่านี้เป็นคุณลักษณะของมนุษย์ผู้ดีมีตระกูลนั่นเอง

แหล่งที่มา

Becky Ham. (2008). The Periodic table (1^st ed). New York. Chelsea House.

Felice Grandinetti. Noble Gas Chemistry: Structure, Bonding, and Gas-Phase Chemistry       (1^st ed).  Weinheim. Wiley-VCH.

โกศัลย์-สุวรรณ คูสำราญ. (2013). กลไกวิทย์. (พิมพ์ครั้งที่1). กรุงเทพมหานคร. นานมีบุ๊คส์.

Gary J. Schrobilgen. Noble gas: chemical elements. Retrieved February 1, 2020, from https://www.britannica.com/science/bromine/Analysis

Scerri, Eric R. (2007). The periodic table: its story and its significance (1^st ed). Oxford University