নিস্ক্রিয় গ্যাস (Inert Gas) কি ও কাকে বলে? নিস্ক্রিয় গ্যাসের নিস্ক্রিয়তার কারণ, বৈশিষ্ট্য ও ব্যবহার

নিস্ক্রিয় গ্যাস

প্রকৃতিতে বিভিন্ন ধরনের পদার্থ রয়েছে। এদের মধ্যে এক শ্রেণির পদার্থ বা মৌল রয়েছে যাদের নিস্ক্রিয় গ্যাস হিসেবে ডাকা হয়। কিন্তু কি এই নিস্ক্রিয় গ্যাস? আর কেনই বা তাদের এমন নামকরণ করা হয়েছে? আজকের লেখায় বিস্তারিতভাবে সেসব প্রশ্নের উত্তর জানব আমরা।

নিস্ক্রিয় গ্যাস কি?

পর্যায় সারণির ১৮ নম্বর ( ৮ নং গ্রুপ বা ০ গ্রুপ) গ্রুপে ছয়টি মৌল রয়েছে। মৌল গুলো হল: হিলিয়াম (He), নিয়ন (Ne), আর্গন (Ar), ক্রিপটন (Kr), জেনন (Xn) এবং রেডন (Rn)। এই মৌলগুলোর প্রত্যেকটিকে নিস্ক্রিয় গ্যাস বলে।

সংজ্ঞা: যে সকল মৌলের সর্বশেষ শক্তিস্তরে ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকে ও রাসায়নিকভাবে কোন বিক্রিয়া অংশগ্রহণ করে না, সেই সকল মৌলগুলোকে নিষ্ক্রিয় গ্যাস বলা হয়। অর্থাৎ পর্যায় সারণির গ্রুপ ১৮ এর প্রত্যেকটি মৌলই হচ্ছে নিষ্ক্রিয় গ্যাস এবং এই গ্যাস গুলোর ইলেক্ট্রন বিন্যাসে শক্তিস্তরগুলো সর্বাধিক সংখ্যক ইলেকট্রন ধারণ করে পূর্ণ থাকে।

অর্থ্যাৎ, যে সকল মৌল ইলেকট্রন বিনিময় বা ভাগাভাগি করতে চায় না এবং যৌগ গঠন করে না তাদেরকে নিষ্ক্রিয় গ্যাস বলা হয়। এরা সাধারণ তাপমাত্রায় গ্যাস অবস্থায় বিরাজমান করে এবং এ অবস্থায় তারা অন্য কোন পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে না।

নিষ্ক্রিয় গ্যাসের বৈশিষ্ট্য

নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলোর ভৌত ও রাসায়নিক ধর্ম নিম্মে দেওয়া হল।

• সাধারণ তাপমাত্রা ও চাপে নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলো এক পরমাণুক গ্যাস।

• নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলোর বর্ণ, স্বাদ বা গন্ধ নেই।

• এগুলোর গলনাঙ্ক ও স্ফুটনাঙ্ক অত্যন্ত কম।

• দুর্বল আকর্ষণ বল থাকার কারণে এদের গলনতাপ ও বাষ্পীয়ভবন তাপ কম।

• আকর্ষণ বল কম থাকার কারণে নিস্ক্রিয় গ্যাসগুলোকে তরলে পরিণত করা অনেক কঠিন।

• গ্যাসগুলো গন্ধহীন, অদাহ্য, বর্ণহীন এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া কম অংশগ্রহণ করে।

• নিষ্ক্রিয় গ্যাস সমূহ জলে অদ্রবণীয়।

• নিয়ন ছাড়া সমস্ত নিষ্ক্রিয় গ্যাস বিদ্যুৎ পরিবহন করে।

• এদের ঘনত্ব কম।

• কক্ষ তাপমাত্রা এবং চাপে গ্যাসীয় অবস্থায় বিদ্যমান।

• খুব কম ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি।

• এগুলো দাহ্য নয়।

• সহজে ইলেকট্রন গ্রহণ বা দান করে না।

• বৈদ্যুতিক প্রবাহে বিভিন্ন রঙের আলো নির্গত করে।

নিস্ক্রিয় গ্যাস নিস্ক্রিয় হওয়ার কারণ

প্রথমে জানতে হবে পরমাণু কেন ইলেক্ট্রন গ্রহণ বা ত্যাগ করে। প্রত্যেক পরমাণুই ইলেক্ট্রন গ্রহণ বা ত্যাগ করে তার সর্ববহিস্থ স্তরে স্থিতিশীল ইলেক্ট্রন বিন্যাস অর্জন করতে চায়। আর অস্টক নিয়ম থেকে আমরা জানি, সর্বহিস্থ স্তর ৮ টি ইলেক্ট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকা পরমাণুর অধিকতর স্থিতিশীল অবস্থা। নিষ্ক্রিয় গ্যাসের ইলেকট্রন বিন্যাসের প্রতি লক্ষ্য করলে দেখা যায় যে, নিষ্ক্রিয় গ্যাস সমূহের সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরে অনুমোদিত সংখ্যক ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ এবং ইলেকট্রনগুলো বিপরীত স্পিনসহ জোড়ায় জোড়ায় সজ্জিত। হিলিয়ামের বাইরের শক্তিস্তরে s অরবিটালে 2টি ও অন্যসব নিষ্ক্রিয় গ্যাসের সর্ববহিঃস্থ শক্তিস্তরে s ও p অরবিটালে মোট আটটি ইলেকট্রন (ns2np6) আছে যা কি না অস্টক পূরণ করেছে। আর এই অবস্থা পরমাণুর একটি অত্যন্ত স্থিতিশীল অবস্থা। কারণ এই অবস্থায় পরমাণু তার সর্ববিহস্থ স্তরে ইলেক্ট্রন আদান বা প্রদানের কোন প্রয়োজন থাকে না। যে কারণে নিষ্ক্রিয় গ্যাসসমূহ অত্যন্ত স্থিতিশীল হয়। স্থিতিশীল ইলেকট্রনীয় গঠনের জন্য নিষ্ক্রিয় গ্যাস পরমাণু সমূহের কোনো ইলেকট্রন আসক্তি থাকে না, ফলে এরা অন্য কোনো মৌলের সাথে সাধারণত কোনো প্রকার ইলেকট্রন আদান-প্রদান বা শেয়ারে অংশগ্রহণ করে না এবং কোনো বন্ধন গঠনে বা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় অংশ নেয় না। এজন্যই নিষ্ক্রিয় মৌলগুলো রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়। এরা এতোই নিষ্ক্রিয় যে, এ মৌলগুলোর দুটো পরমাণু নিজেদের মধ্যেও যুক্ত হয় না।

নিষ্ক্রিয় গ্যাসের অন্য নাম

নিষ্ক্রিয় গ্যাসগুলোকে বিভিন্ন নামে ডাকা হয়, যেমন:

• নিষ্ক্রিয় গ্যাস

• অভিজাত গ্যাস

• নোবেল গ্যাস

• রেয়ার গ্যাস

• জড় গ্যাস বা ইনার্ট গ্যাস

নিষ্ক্রিয় গ্যাস গুলোকে এই সকল ব্যতিক্রমে নামে ডাকা হয় এবং এগুলোর নাম ডাকার পিছনে কিছু কারণ রয়েছে।

নিষ্ক্রিয় গ্যাস: নিষ্ক্রিয় গ্যাস নামে এই সকল মৌলকে ডাকার মূল কারণ হলো এরা রাসায়নিকভাবে বেশ নিষ্ক্রিয় হয়ে থাকে তাই।

অভিজাত গ্যাস: বিভিন্ন বিক্রিয়ায় ও যৌগের মধ্যে এরা অভিজাত হিসেবে পরিলক্ষিত হয় বলে এদেরকে অভিজাত বলা হয়।

নোবেল গ্যাস: এই সকল গ্যাসগুলো প্রকৃতিতে খুব কম পরিমাণ পাওয়া যায় এবং পাও খুব দুর্লভ হয় এদেরকে নোবেল গ্যাস বলা হয়।

রেয়ার গ্যাস: অনেক খোঁজাখুঁজি করার পর এবং পরিবেশে এই সকল গ্যাসের বিদ্যমান অতি নগণ্য হওয়ায় এদেরকে রেয়ার গ্যাস বলা হয়।

জড় গ্যাস বা ইনার্ট গ্যাস: এরা কোন বিক্রিয়া অংশগ্রহণ করেনা অর্থাৎ এরা জড় অবস্থায় থাকে বলে এই সকল দেশগুলোকে জড় গ্যাস বা ইনার্ট গ্যাস বলা হয়।

নিস্ক্রিয় গ্যাসের ব্যবহার

দৈনন্দিন বিভিন্ন কাজে নিস্ক্রিয় গ্যাস সমূহ ব্যবহার হয়ে আসছে। যেমন,

১. হিলিয়াম (Helium) এর ব্যবহার

• বেলুন ও আকাশ যানে হিলিয়াম ব্যবহৃত হয়।
• অক্সিজেনের সাথে হিলিয়াম মিশ্রিত করে ডুবুরীরা তাদের শ্বাসকার্য চালায়। এতে সমুদ্রের তলদেশে উচ্চ চাপে বায়ুতে শ্বাস-প্রশ্বাসের যে অসুবিধা হয় তা দূরীভূত হয়।
• নিম্ন তাপমাত্রার গবেষণাকার্যে তরল হিলিয়াম (স্ফুটনাঙ্ক ৪.১ K) ব্যবহৃত হয়।
• নিম্ন তাপমাত্রা পরিমাপে ব্যবহৃত গ্যাস থার্মোমিটারে হিলিয়াম ব্যবহৃত হয়।
• বায়ু অপেক্ষা হিলিয়াম হাল্কা বলে এটি বৃহদাকার আকাশ যানের টায়ারে ব্যবহৃত হয়।
• এটি বৈদ্যুতিক ট্রান্সফরমার, টিউব লাইট ও রেডিও টিউবে ব্যবহৃত হয়।

২. নিয়ন (Neon) এর ব্যবহার
• নিয়ন প্রধানত আলোক উৎপাদন ও আলোকসজ্জায় ব্যবহৃত হয়। নিয়ন আলো কুয়াসার মধ্যেও দেখা যায় -এই জন্য বৈমানিকগণ আলোক-সংকেতরূপে এই আলো ব্যবহার করে থাকেন।
• ভোল্টমিটার, রেকটিফায়ার প্রভৃতি যন্ত্র সংরক্ষণে হিলিয়াম-নিয়ন গ্যাসের মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়।

৩. আর্গন (Argon) এর ব্যবহার
• আর্গন প্রধানত ইলেকট্রিক বাল্বে ব্যবহৃত হয়। বাল্বে আর্গন থাকার কারণে টাংস্টেন ফিলামেন্ট সহজে বাষ্পীভূত হয় না।
• রেডিও-এর বাল্ব ও রেকটিফায়ার-এ আর্গন ব্যবহৃত হয়।
• ঝালাই-এর কাজে নিষ্ক্রিয় পরিবেশ সৃষ্টি করতে আর্গন ব্যবহৃত হয়।
• গ্যাস ক্লোমাটোগ্রাফীতেও এর ব্যবহার আছে।
• তেজস্ক্রিয়তা মাপার যন্ত্র আর্গন গ্যাস ব্যবহার হয়।

৪. ক্রিপটন (Krypton) এর ব্যবহার
• আর্গনের মত ক্রিপটনও টিউব বাতিতে ব্যবহৃত হয়।
• কসমিক রশ্মি পরিমাপে আয়নীকরণ প্রকোষ্ঠে ক্রিপটন ব্যবহৃত হয়।
• খনি-শ্রমিকদের ‘ক্যাপ-ল্যাম্পে’ ক্রিপটন ব্যবহার করা হয়।
• তীব্র আলো সৃষ্টির জন্য ফটোগ্রাফিক ফ্ল্যাশ বাল্বে ক্রিপটন ব্যবহার করা হয়।
• বিভিন্ন তেজস্ক্রিয়তা পরিমাপক যন্ত্রে ক্রিপটন ব্যবহার করা হয়

৫. জেনন (Xenon) এর ব্যবহার
• দ্রুত গতিসম্পন্ন ফ্লাশ-লাইটে জেনন ব্যবহার করা হয়।
• গামা রশ্মি, নিউটন ও অন্যান্য নিউক্লিয় কণা শনাক্তকরণের জন্য বুদবুদ প্রকোষ্ঠে জেনন গ্যাস ব্যবহার করা হয়।

৬. রেডন (Radon) এর ব্যবহার
• রেডিও-থ্যারাপি চিকিৎসায় শরীরে ক্ষতিকর বৃদ্ধি নাশে এটি ব্যবহৃত হয়।
• ক্যান্সার কোষ ধ্বংস করার কাজে রেডন ব্যবহার করা হয়।
• তেজস্ক্রিয় গবেষণার কাজে এটি ব্যবহার করা হয়।