- महान गैसों के लक्षण
- 7 महान गैसों
- इलेक्ट्रोनिक विन्यास
- polarizability
- प्रतिक्रियाओं
- हीलियम और नियॉन
- आर्गन और क्रिप्टन
- क्सीनन और रेडॉन
- उत्पादन
- वायु द्रव्य
- प्राकृतिक गैस और रेडियोधर्मी खनिजों का आसवन
- खतरों
- अनुप्रयोग
- उद्योग
- गुब्बारे और श्वास टैंक
- दवा
- अन्य
- संदर्भ
नोबल गैसों पाया तत्वों का एक सेट है द्वारा आवर्त सारणी के समूह 18 को एकीकृत। वर्षों से उन्हें दुर्लभ या अक्रिय गैस भी कहा जाता है, दोनों ही गलत नाम; उनमें से कुछ ग्रह पृथ्वी के बाहर और भीतर बहुत प्रचुर मात्रा में हैं, और वे प्रतिक्रिया करने की चरम स्थितियों में भी सक्षम हैं।
इसके सात तत्व आवर्त सारणी में संभवत: सबसे अनोखा समूह बनाते हैं, जिनके गुण और निम्न अभिक्रियाएँ धातु धातुओं की तरह प्रभावशाली होती हैं। उनमें सबसे अक्रिय तत्व (नियोन), दूसरी सबसे अधिक कॉसमॉस (हीलियम), और सबसे भारी और सबसे अस्थिर (ओगेसन) परेड है।
कांच की शीशियों या ampoules में पांच महान गैसों की चमक। स्रोत: नया काम अलकेमिस्ट-एचपी (टॉक) www.pse-mendelejew.de); मूल एकल चित्र: जुरि, नोबल गैस प्रकृति में सबसे ठंडे पदार्थ हैं; संघनक से पहले बहुत कम तापमान का सामना करना। इससे भी ज्यादा मुश्किल इसकी ठंड है, क्योंकि लंदन में बिखरने और इसके परमाणुओं के ध्रुवीकरण के आधार पर इसकी अंतर-आणविक ताकतें बमुश्किल एक क्रिस्टल में समेटने के लिए बहुत कमजोर हैं।
उनकी कम प्रतिक्रिया के कारण, वे स्टोर करने के लिए अपेक्षाकृत सुरक्षित गैस हैं और बहुत अधिक जोखिम नहीं उठाते हैं। हालांकि, वे फेफड़ों से ऑक्सीजन को विस्थापित कर सकते हैं और अत्यधिक साँस लेने पर घुटन का कारण बन सकते हैं। दूसरी ओर, इसके दो सदस्य अत्यधिक रेडियोधर्मी तत्व हैं और इसलिए, स्वास्थ्य के लिए घातक हैं।
अक्रिय वातावरण के साथ प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए नेक गैसों की कम प्रतिक्रिया का भी उपयोग किया जाता है; ताकि कोई अभिकर्मक या उत्पाद संश्लेषण के प्रदर्शन को ऑक्सीकरण और प्रभावित करने का जोखिम न उठा सके। यह इलेक्ट्रिक आर्क वेल्डिंग प्रक्रियाओं का भी पक्षधर है।
दूसरी ओर, उनके तरल राज्यों में वे उत्कृष्ट क्रायोजेनिक रेफ्रिजरेंट हैं जो न्यूनतम तापमान की गारंटी देते हैं, अत्यधिक ऊर्जावान उपकरणों के सही संचालन के लिए आवश्यक हैं, या कुछ सामग्री सुपरकंडक्टिविटी की स्थिति तक पहुंचने के लिए।
महान गैसों के लक्षण
दाईं ओर (नारंगी में हाइलाइट किया गया), महान गैसों का समूह है। ऊपर से नीचे तक: हीलियम (हे), नियॉन (Ne), आर्गन (Ar), क्रिप्टन (Kr), क्सीनन (Xe) और रेडॉन (Rn)।
शायद महान गैसें ऐसे तत्व हैं जो भौतिक और रासायनिक दोनों में सबसे अधिक गुणों को साझा करते हैं। इसकी मुख्य विशेषताएं हैं:
- वे सभी रंगहीन, गंधहीन और बेस्वाद हैं; लेकिन जब वे कम दबाव में ampoules में संलग्न होते हैं, और उन्हें एक बिजली का झटका मिलता है, तो वे आयनित करते हैं और रंगीन रोशनी (शीर्ष छवि) को छोड़ देते हैं।
- प्रत्येक महान गैस का अपना प्रकाश और स्पेक्ट्रम होता है।
- वे मोनोटॉमिक प्रजातियां हैं, जो आवर्त सारणी में केवल वही हैं जो रासायनिक बांड की भागीदारी के बिना अपने संबंधित भौतिक राज्यों में मौजूद हो सकते हैं (क्योंकि धातुएं धातु बंधन से जुड़ती हैं)। इसलिए, वे गैसों के गुणों का अध्ययन करने के लिए एकदम सही हैं, क्योंकि वे एक आदर्श गैस के गोलाकार मॉडल को बहुत अच्छी तरह से अनुकूलित करते हैं।
- वे आम तौर पर सबसे कम पिघलने और क्वथनांक वाले तत्व होते हैं; इतना अधिक, कि हीलियम दबाव में वृद्धि के बिना पूर्ण शून्य पर भी क्रिस्टलीकृत नहीं हो सकता है।
- सभी तत्वों में वे सबसे कम प्रतिक्रियाशील हैं, यहां तक कि महान धातुओं की तुलना में कम है।
- उनकी आयनीकरण ऊर्जा सबसे अधिक है, साथ ही साथ उनकी इलेक्ट्रोनगेटिविटीज हैं, यह मानते हुए कि वे विशुद्ध रूप से सहसंयोजक बंधन बनाते हैं।
- उनके परमाणु राडिए सबसे छोटे भी हैं क्योंकि वे प्रत्येक अवधि के चरम अधिकार पर हैं।
7 महान गैसों
सात महान गैसें, ऊपर से नीचे तक, आवर्त सारणी के समूह 18 के माध्यम से उतर रही हैं:
-हेलियो, वह
-नीन, नेव
-आर्गन, अर
-क्रिप्टन, क्र
-एक्सॉन, एक्सई
-राडोन, आरएन
-ऑगेनेसन, ऑग
अस्थिर और कृत्रिम ओगेसन को छोड़कर, उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के लिए सभी का अध्ययन किया गया है। माना जाता है कि ओगनेसन, अपने बड़े परमाणु द्रव्यमान के कारण, माना जाता है कि यह गैस भी नहीं है, बल्कि एक महान तरल या ठोस है। रेडॉन के बारे में बहुत कम जाना जाता है, क्योंकि इसकी रेडियोधर्मिता, हीलियम या आर्गन के सापेक्ष होती है।
इलेक्ट्रोनिक विन्यास
नोबल गैसों के बारे में कहा जाता है कि उनकी घाटी पूरी तरह से भरी हुई है। इतना, कि उनके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास का उपयोग वर्ग कोष्ठक (,, आदि) में संलग्न उनके प्रतीकों का उपयोग करके अन्य तत्वों को सरल बनाने के लिए किया जाता है। इसके इलेक्ट्रॉनिक विन्यास हैं:
-हेलियम: 1 s 2, (2 इलेक्ट्रॉनों)
-नॉन: 1s 2 2s 2 2p 6, (10 इलेक्ट्रॉनों)
-आर्गन: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6, (18 इलेक्ट्रॉन्स)
-कृप्टन: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3D 10 4s 2 4p 6, (36 इलेक्ट्रॉन)
-Xenon: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4P 6 4d 10 5s 2 5p 6, (54 इलेक्ट्रॉन)
-रादन: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 6, (86 इलेक्ट्रॉनों)
महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्हें याद न रखें, लेकिन यह विस्तार करने के लिए कि वे ns 2 एनपी 6 में समाप्त होते हैं: वैलेंस ऑक्टेट। इसी तरह, यह सराहना की जाती है कि इसके परमाणुओं में कई इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो महान प्रभावी परमाणु बल के कारण अन्य तत्वों की तुलना में कम मात्रा में होते हैं; यही है, उनके परमाणु रेडियो छोटे हैं।
इसलिए, उनके इलेक्ट्रॉनिक रूप से घने परमाणु रेडी एक रासायनिक विशेषता दर्शाते हैं जो सभी महान गैसों को साझा करते हैं: वे ध्रुवीकरण करना मुश्किल हैं।
polarizability
इलेक्ट्रॉन गैसों के क्षेत्र के रूप में महान गैसों की कल्पना की जा सकती है। समूह 18 के माध्यम से उतरते समय, इसकी त्रिज्या में वृद्धि होती है, और उसी तरह से दूरी जो नाभिक को वैद्युत इलेक्ट्रॉनों से अलग करती है (उन ns 2 np 6)।
ये इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा एक कम आकर्षक बल महसूस करते हैं, वे अधिक स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं; गोले अधिक आसानी से बड़े होते हैं वे बड़े होते हैं। इस तरह के आंदोलनों के परिणामस्वरूप, निम्न और उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व के क्षेत्र दिखाई देते हैं: ence + और δ- पोल।
जब एक महान गैस का परमाणु ध्रुवीकृत होता है, तो यह एक तात्कालिक द्विध्रुवीय बन जाता है जो पड़ोसी परमाणु को दूसरे को प्रेरित करने में सक्षम होता है; कहने का तात्पर्य यह है कि हम लंदन की फैलाने वाली ताकतों से पहले हैं।
यही कारण है कि इंटरमॉलिक्युलर फोर्स हीलियम से लेकर रेडोन तक बढ़ते हैं, जो उनके बढ़ते उबलते बिंदुओं में परिलक्षित होते हैं; और केवल इतना ही नहीं, बल्कि उनकी प्रतिक्रियाएँ भी बढ़ जाती हैं।
जैसे-जैसे परमाणु अधिक ध्रुवीकृत होते जाते हैं, इस बात की अधिक संभावना होती है कि उनके वैलेंस इलेक्ट्रॉन रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं, जिसके बाद महान गैस यौगिक उत्पन्न होते हैं।
प्रतिक्रियाओं
हीलियम और नियॉन
कुलीन गैसों में, सबसे कम प्रतिक्रियाशील हीलियम और नियॉन हैं। वास्तव में, नियोन सभी का सबसे अक्रिय तत्व है, भले ही इसकी इलेक्ट्रोनगेटिविटी (सहसंयोजक बंधन बनाने से) फ्लोरीन से अधिक हो।
स्थलीय परिस्थितियों में इसके किसी भी यौगिक को नहीं जाना जाता है; हालांकि, कॉस्मॉस में आणविक आयन HeH + का अस्तित्व काफी संभावित है । इसी तरह, जब वे इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्साहित होते हैं, तो वे गैसीय परमाणुओं के साथ बातचीत करने और अल्पकालिक तटस्थ अणुओं को बनाने में सक्षम होते हैं जिन्हें एक्ससर कहा जाता है; जैसे कि HeNe, CsNe और Ne 2 ।
दूसरी ओर, हालांकि उन्हें औपचारिक अर्थों में यौगिक नहीं माना जाता है, वे और एन परमाणु वान डेर वाल्स के अणुओं को जन्म दे सकते हैं; यह है कि, यौगिकों कि बस एक साथ "फैलानेवाला" ताकतों द्वारा आयोजित की जाती हैं। उदाहरण के लिए: Ag 3 He, HeCO, HeI 2, CF 4 Ne, Ne 3 Cl 2 और NeBeCO 3 ।
इसी तरह, ऐसे वैन डेर वाल्स के अणु कमजोर आयन-प्रेरित द्विध्रुवीय बातचीत के लिए धन्यवाद कर सकते हैं; उदाहरण के लिए: Na + He 8, Rb + He, Cu + Ne 3 और Cu + Ne 12 । ध्यान दें कि इन अणुओं के लिए परमाणुओं के एग्लोमेरेट्स बनना भी संभव है: क्लस्टर।
और अंत में, वह और ने परमाणु बिना प्रतिक्रिया किए, फुलरीन या क्लैट्रेट के एंडोहेड्रल कॉम्प्लेक्स में "फंस" या अंतर्ग्रस्त हो सकते हैं; उदाहरण के लिए: 60, (N 2) 6 Ne 7, He (H 2 O) 6 और Ne • NH 4 Fe (HCOO) 3 ।
आर्गन और क्रिप्टन
कुलीन गैसें आर्गन और क्रिप्टन हैं, क्योंकि वे अधिक ध्रुवीय हैं, हीलियम और नियोन की तुलना में अधिक "यौगिक" पेश करते हैं। हालांकि, उनमें से एक हिस्सा अधिक स्थिर और चरित्रवान है, क्योंकि उनका जीवनकाल लंबा है। उनमें से कुछ में HArF, और आणविक आयन ArH + है, जो कॉस्मिक किरणों की क्रिया द्वारा नेबुला में मौजूद है।
क्रिप्टन से अत्यधिक, लेकिन स्थायी स्थितियों में यौगिक प्राप्त करने की संभावना शुरू होती है। यह गैस फ्लोरीन के साथ निम्नलिखित रासायनिक समीकरण के अनुसार प्रतिक्रिया करती है:
Kr + F 2 → KrF 2
ध्यान दें कि क्रिप्टन फ्लोरीन के लिए धन्यवाद +2 (Kr 2+) के ऑक्सीकरण संख्या प्राप्त करता है । KrF 2 वास्तव में एक ऑक्सीकरण और फ्लोरिंग एजेंट के रूप में विपणन योग्य मात्रा में संश्लेषित किया जा सकता है।
आर्गन और क्रिप्टन क्लैराट, एंडोहेड्रल कॉम्प्लेक्स, वान डेर वाल्स अणुओं की एक विस्तृत प्रदर्शनों की सूची स्थापित कर सकते हैं, और कुछ यौगिकों को उनके अनुमानित अस्तित्व के बाद खोज की प्रतीक्षा कर रहे हैं।
क्सीनन और रेडॉन
क्सीनन महान गैसों के बीच प्रतिक्रिया का राजा है। यह वास्तव में स्थिर, विपणन योग्य और चरित्रवान यौगिक बनाता है। वास्तव में, इसकी प्रतिक्रियात्मकता उचित परिस्थितियों में ऑक्सीजन से मिलती जुलती है।
नील बारलेट द्वारा 1962 में उनका पहला संश्लेषित यौगिक "एक्सपीटीएफ 6 " था । यह नमक वास्तव में, साहित्य के अनुसार, क्सीनन और प्लैटिनम के अन्य फ्लोरोनेटेड लवणों के एक जटिल मिश्रण से मिलकर बना था।
हालांकि, यह क्सीनन और फ्लोरीन के बीच संबंध प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त से अधिक था। इनमें से कुछ यौगिकों में हमारे पास हैं: XeF 2, XeF 4, XeF 6 और + - । जब XeF 6 पानी में घुलता है, तो यह एक ऑक्साइड बनाता है:
XeF 6 + 3 H 2 O → XeO 3 + 6 HF
यह XeO 3 xenatos (HXeO 4 -) या xenic acid (H 2 XeO 4) नामक प्रजातियों की उत्पत्ति कर सकता है । एक्सपेक्टोनेट्स एक्सपेक्टेनेट टू पर्क्सेनेट्स (एक्सईओ 6 4-); और यदि माध्यम को अम्लीकृत किया जाता है, तो पेरोक्सेनिक एसिड (H 4 XeO 6) में, जिसे xenon tetroxide (XeO 4) से निर्जलित किया जाता है:
H 4 XeO 6 → 2 H 2 O + XeO 4
रैडॉन कुलीन गैसों का सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील होना चाहिए; लेकिन यह इतना रेडियोधर्मी है कि विघटित होने से पहले प्रतिक्रिया करने का समय नहीं है। पूरी तरह से संश्लेषित किए गए एकमात्र यौगिक इसके फ्लोराइड (आरएनएफ 2) और ऑक्साइड (आरएनओ 3) हैं।
उत्पादन
वायु द्रव्य
ब्रह्मांड में महान गैसें अधिक प्रचुर मात्रा में बनती हैं क्योंकि हम समूह 18 के माध्यम से उतरते हैं। वातावरण में, हालांकि, हीलियम दुर्लभ है, क्योंकि पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र अन्य गैसों के विपरीत इसे बनाए नहीं रख सकता है। इसीलिए हवा में नहीं बल्कि सूर्य में इसका पता लगाया गया।
दूसरी ओर, हवा में काफी मात्रा में आर्गन होते हैं, रेडियोसोटोप 40 K. के रेडियोधर्मी क्षय से आते हैं । वायु ग्रह पर आर्गन, नियॉन, क्रिप्टन और क्सीनन का सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक स्रोत है।
उन्हें उत्पन्न करने के लिए, पहले हवा को तरलीकृत किया जाना चाहिए ताकि यह एक तरल में संघनित हो। फिर, यह तरल एक भिन्नात्मक आसवन से गुजरता है, इस प्रकार इसके मिश्रण के प्रत्येक घटक (एन 2, ओ 2, सीओ 2, आर, आदि) को अलग करता है।
तापमान कितना कम और गैस की बहुतायत कितनी होनी चाहिए, इस पर निर्भर करते हुए, इसकी कीमतें बढ़ जाती हैं, सबसे महंगी के रूप में क्सीनन को रैंकिंग देते हुए, जबकि हीलियम सबसे सस्ता है।
प्राकृतिक गैस और रेडियोधर्मी खनिजों का आसवन
हीलियम, इसके भाग के लिए, एक और भिन्नात्मक आसवन से प्राप्त किया जाता है; लेकिन हवा से नहीं, बल्कि प्राकृतिक गैस से, रेडियोधर्मी थोरियम और यूरेनियम खनिजों से अल्फा कणों की रिहाई के लिए हीलियम धन्यवाद के साथ समृद्ध है।
इसी तरह, रेडॉन अपने संबंधित खनिजों में रेडियम के रेडियोधर्मी क्षय से "जन्म" है; लेकिन उनके कम बहुतायत, और आरएन परमाणुओं के कम आधे जीवन के कारण, उनकी बहुतायत उनके पूर्वजों (अन्य महान गैसों) की तुलना में व्युत्पन्न है।
और अंत में, ओगनेसन एक अत्यधिक रेडियोधर्मी, अल्ट्रामैसिक, मानव निर्मित महान "गैस" है, जो केवल एक प्रयोगशाला के भीतर नियंत्रित परिस्थितियों में ही मौजूद हो सकता है।
खतरों
कुलीन गैसों का मुख्य जोखिम यह है कि वे मनुष्य द्वारा ऑक्सीजन के उपयोग को सीमित करते हैं, खासकर जब उनमें से उच्च एकाग्रता वाला वातावरण उत्पन्न होता है। यही कारण है कि यह अत्यधिक उन्हें साँस लेने की सिफारिश नहीं है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, यूरेनियम में समृद्ध मिट्टी में रेडॉन की एक उच्च एकाग्रता का पता चला है, जो इसकी रेडियोधर्मी विशेषताओं के कारण स्वास्थ्य जोखिम हो सकता है।
अनुप्रयोग
उद्योग
हीलियम और आर्गन का उपयोग वेल्डिंग और काटने के दौरान सुरक्षा के लिए एक निष्क्रिय वातावरण बनाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, उनका उपयोग सिलिकॉन अर्धचालकों के निर्माण में किया जाता है। हीलियम का उपयोग थर्मामीटर में गैस भरने के रूप में किया जाता है।
आर्गन, नाइट्रोजन के साथ संयोजन में, गरमागरम लैंप के निर्माण में उपयोग किया जाता है। क्रिप्टन को ब्रोमीन और आयोडीन जैसे हैलोजन के साथ मिश्रित किया जाता है, जिसका उपयोग डिस्चार्ज लैंप में किया जाता है। नियॉन का उपयोग हल्के संकेतों में किया जाता है, जो लाल रंग को रंगने के लिए फॉस्फोर और अन्य गैसों के साथ मिलाया जाता है।
क्सीनन का उपयोग आर्क लैंप में किया जाता है जो दिन के प्रकाश के समान प्रकाश का उत्सर्जन करता है, जो कार हेडलाइट्स और प्रोजेक्टर में उपयोग किया जाता है। महान गैसों को आरएलएफ, क्रैफ या एक्सईएलएक्स के उत्पादन के लिए हलोजन के साथ मिश्रित किया जाता है, जो कि एक्सामर लेजर के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
इस प्रकार का लेजर एक लघु तरंग पराबैंगनी प्रकाश का उत्पादन करता है जो उच्च परिशुद्धता छवियां पैदा करता है और एकीकृत सर्किट के निर्माण में उपयोग किया जाता है। हीलियम और नियॉन का उपयोग क्रायोजेनिक सर्द गैसों के रूप में किया जाता है।
गुब्बारे और श्वास टैंक
शरीर में इसकी घुलनशीलता कम होने के कारण श्वसन गैस मिश्रण में नाइट्रोजन के विकल्प के रूप में हीलियम का उपयोग किया जाता है। यह नाइट्रोजन के क्षरण को खत्म करने के अलावा, चढ़ाई के दौरान अपघटन चरण के दौरान बुलबुले के गठन से बचा जाता है।
हीलियम ने हाइड्रोजन को गैस के रूप में प्रतिस्थापित किया है, जो एयरशिप और गर्म हवा के गुब्बारे को ऊंचा करने की अनुमति देता है, क्योंकि यह एक प्रकाश और गैर-दहनशील गैस है।
दवा
हीलियम का उपयोग परमाणु चुंबकीय अनुनाद उपकरण में प्रयुक्त सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट के निर्माण में किया जाता है - चिकित्सा में एक बहु-अनुप्रयोग उपकरण।
क्रिप्टन का उपयोग लेजर नेत्र शल्य चिकित्सा और एंजियोप्लास्टी में इस्तेमाल होने वाले हैलोजन लैंप में किया जाता है। हीलियम का उपयोग दमा के रोगियों में सांस लेने की सुविधा के लिए किया जाता है।
क्सीनन का उपयोग उच्च लिपिड घुलनशीलता के कारण एक संवेदनाहारी के रूप में किया जाता है, और इसे भविष्य की संवेदनाहारी माना जाता है। क्सीनन का उपयोग फेफड़ों की चिकित्सा इमेजिंग में भी किया जाता है।
रेडियोएक्टिव नोबल गैस, रेडॉन का उपयोग कुछ प्रकार के कैंसर के लिए विकिरण चिकित्सा में किया जाता है।
अन्य
आर्गन में नाइट्रोजन को निष्क्रिय वातावरण के रूप में प्रतिस्थापित करने वाले यौगिकों के संश्लेषण में उपयोग किया जाता है। हीलियम का उपयोग गैस क्रोमैटोग्राफी में वाहक गैस के रूप में किया जाता है, साथ ही विकिरण को मापने के लिए गीगर काउंटरों में भी किया जाता है।
संदर्भ
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