Explicamos o que são gases nobres, quando foram descobertos e como são classificados. Além disso, quais são suas características e propriedades.
O que são gases nobres?
Gases nobres ou gases inertes são conhecidos como o conjunto de elementos químicos que compõem o grupo 18 (VIIIA) da Tabela Periódica de elementos e que possuem uma série de características em comum: a mais importante é seu baixíssimo grau de reatividade, ou seja, , sua pouca capacidade de formar compostos e estruturar moléculas complexas. Existem apenas alguns compostos com esses elementos.
Gases nobres, em condições normais de temperatura condições e de pressão, são monoatômicos gases desprovidos de cor, odor e sabor , que estão presentes em proporções variáveis no ar da atmosfera e em outras situações de natureza.
Apesar de sua baixa reatividade, ou precisamente como resultado dela , os gases nobres têm várias aplicações na indústria humana e são produzidos em massa.
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História de gases nobres
A maioria desses elementos químicos foi descoberta por volta do século 19 , quando Pierre Janssen e Joseph Norman Lockyer, examinando o sol , descobriram o hélio, cujo nome vem da palavra grega para o rei das estrelas.
Mais tarde, criptônio, néon e argônio foram descobertos a partir do estudo químico do ar e, no final do século 19, Lord Rayleigh e William Ramsay postularam a existência de gases nobres, o que os tornava dignos do Prêmio Nobel de Física e Química.
Demorou até o século 20 para que sua produção industrial passasse a ocorrer em larga escala, à medida que mais de suas particularidades e usos fossem sendo descobertos.
Exemplos de gases nobres
Os gases nobres são sete:
- Hélio (He) . É o segundo elemento mais abundante do universo , produzido por reações nucleares no coração das estrelas por meio da fusão do hidrogênio . É muito popular porque altera a voz humana ao ser inalado e por ser muito mais leve que o ar, por isso sempre tende a subir.
- Neon (Ne) . Muito abundante no universo, é o que dá o tom vermelho à luz das lâmpadas fluorescentes. É usado nos tubos de iluminação (neon) e na tecnologia da TV .
- Argônio (Ar) . Comum no ar da atmosfera, é um elemento amplamente utilizado como isolante na indústria e na obtenção de diversos lasers.
- Criptônio (Kr) . Apesar de ser um gás nobre, sabe-se que reage com o flúor e alguns outros elementos que possuem forte eletronegatividade. Ele emite uma luz verde e laranja muito brilhante. Possui seis isótopos estáveis e dezessete radioativos.
- Xenon (Xe) . É um gás muito pesado, presente na superfície terrestre apenas em vestígios. Foi o primeiro gás nobre a ser sintetizado.
- Radon (Rn) . Surge da decadência de elementos radioativos como rádio-226 ou actínio (então é chamado de actinona), tornando-se um gás nobre, mas radioativo, cujo isótopo mais estável ( 222 Rn) tem meia-vida de 3,8 dias e depois se desintegra em polônio-218.
- Oganeson (Og) . Também chamado de eka-radon, Ununoctium (Uuo) ou elemento 118, é um elemento sintético e altamente radioativo. Os resultados de sua descoberta foram finalmente publicados em 2006.
Por que eles são chamados de gases nobres?
Inicialmente, quando descobertos, esses elementos foram chamados de gases inertes ou gases raros , por serem considerados quimicamente passivos e raros no universo.
Ambas as ideias se revelaram falsas, de modo que o uso de “gases nobres” é preferido , uma tradução do termo alemão com que Hugo Erdmann os batizou em 1898: Edelgas .
Esse nome vem em empréstimo de “metais nobres” como o ouro , cujo comportamento químico também mostra uma tendência à baixa reatividade, ou seja, a não formar compostos químicos.
Gases nobres ou gases inertes?
O termo gases inertes é geralmente usado como sinônimo de gases nobres , embora o último termo seja preferido.
Isso porque existem outros gases que, em certas circunstâncias, podem se comportar de forma inerte , sem fazer parte dos gases nobres: é o caso do nitrogênio , cuja reatividade aumenta apenas em altas temperaturas, por exemplo.
Configuração eletrônica de gases nobres
A razão pela qual os gases nobres são pouco reativos pode ser explicada por sua configuração eletrônica, já que sua camada mais externa ou camada de valência está sempre completa , sem a necessidade de aceitar ou ceder elétrons.
Isso significa que, com algumas exceções, os gases nobres não participam de reações químicas para formar compostos químicos, uma vez que são muito estáveis por si próprios.
Reatividade de gás nobre
Os gases nobres são pouco reativos, ou seja, praticamente não formam compostos químicos . Isso significa que não reagem muito com outras substâncias, nem mesmo reagem entre átomos de um mesmo gás, como fazem com gases diatômicos como o oxigênio (O 2 ) ou o hidrogênio (H 2 ), que formam as moléculas. Hélio e néon são particularmente inertes, seguidos por argônio, criptônio, xenônio e radônio.
As exceções a essa regra são poucas e geralmente envolvem os gases nobres mais pesados, como xenônio ou radônio, capazes de formar compostos com flúor e oxigênio, como hexafluoreto de criptônio (KrF6) ou ácido xênico (H 2 X e O 4 ).
Sob condições particulares de temperatura (-60 e -90 ° C, respectivamente), o criptônio pode se ligar ao nitrogênio e ao oxigênio de maneira estável . Nenhum composto de neon foi identificado no universo até o momento.
Usos de gases nobres
Os gases nobres têm muitos usos para o homem e um dos principais é atuar como isolantes , já que sua baixa reatividade os permite.
Além disso, eles são frequentemente liquefeitos para uso como refrigerantes , vitais para máquinas delicadas, como ímãs supercondutores usados em ressonância magnética nuclear. Eles também são usados em processos de criogenização.
Por outro lado, o hélio é usado em mistura com outros gases como componente respirável para astronautas e mergulhadores, pois reduz o efeito narcótico da “doença das profundezas”, que pode matar um mergulhador se ele subir do fundo do mar muito rapidamente.
Outro uso do hélio é como gás para balões infláveis ou dirigíveis , substituindo o hidrogênio altamente inflamável.
Um uso muito comum de neon, xenônio e criptônio é na iluminação , pois eles enchem lâmpadas incandescentes e produzem cores de luz específicas, além de prolongar a vida útil da lâmpada.
Eles também são usados para a produção de lasers que são usados em cirurgias ou procedimentos industriais.
Propriedades físicas dos gases nobres
Gases nobres são quase sempre gases, embora possam ser liquefeitos e depois se solidificar , sob condições específicas de pressão e temperatura. Como eles têm forças intermoleculares muito fracas, eles têm pontos de fusão e ebulição baixos, todos mais ou menos na mesma faixa.
O hélio é particular: é o elemento com o menor ponto de fusão e ebulição conhecido e o único elemento que exibe superfluidez. Além disso, o hélio não pode ser solidificado por meio de baixas temperaturas , mas sob condições de pressão peculiares.
Por outro lado, todos os gases nobres têm isótopos estáveis, exceto o radônio, que é radioativo e, após 3,8 dias, seu isótopo mais estável (radônio-222) se desintegra em polônio-218.
Abundância de gases nobres
Os gases nobres são mais abundantes no universo à medida que seu número atômico diminui . Quanto mais leves eles são, como o hélio, mais abundantes; na verdade, a quantidade de hélio no universo aumenta à medida que ocorre a fusão atômica do hidrogênio das estrelas.
Néon, argônio, xenônio e criptônio estão no próprio ar que respiramos , de onde podem ser separados por liquefação e destilação fracionada; enquanto o radônio, que é mais raro, aparece durante as sequências de decaimento do rádio e de outros materiais radioativos.
Perigo de gases nobres
Os gases nobres não são tóxicos nem perigosos em si, mas representam um perigo mecânico para os seres vivos : são gases potencialmente asfixiantes, pois deslocam o oxigênio do ar que respiramos.
Assim, um indivíduo trancado em uma sala na qual gases nobres são injetados pode desmaiar e morrer sufocado por falta de oxigênio no ar.
Além disso, existem perigos intrínsecos aos gases nobres radioativos , como rádon, oganeson e alguns isótopos de criptônio, que são altamente cancerígenos.
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