Características e exemplos do gás inerte

O gases inertes, também conhecidos como gases raros ou nobres, são aqueles que não possuem reatividade apreciável. A palavra "inerte" significa que os átomos desses gases não são capazes de formar um número de compostos considerados, e alguns deles, como o hélio, não reagem de maneira alguma.

Assim, num espaço ocupado por átomos de gases inertes, estes reagirão com átomos muito específicos, independentemente das condições de pressão ou temperatura a que estão sujeitos. Na tabela periódica compõem o grupo VIIIA ou 18, chamado grupo de gases nobres.

A imagem superior corresponde a uma lâmpada preenchida com xenônio excitado por uma corrente elétrica. Cada um dos gases nobres é capaz de brilhar com suas próprias cores através da incidência de eletricidade.

Gases inertes podem ser encontrados na atmosfera, embora em proporções diferentes. O argônio, por exemplo, tem uma concentração de 0,93% do ar, enquanto o néon de 0,0015%. Outros gases inertes emanam do sol e alcançam a terra, ou são gerados em suas fundações rochosas, sendo encontrados como produtos radioativos.

Índice

• 1 Características dos gases inertes
  • 1.1 Camadas de valência total
  • 1.2 Interagir através das forças de Londres
  • 1.3 Pontos de fusão e ebulição muito baixos
  • 1.4 Energias de ionização
  • 1.5 Ligações Fortes
• 2 Exemplos de gases inertes
  • 2.1 Hélio
  • 2.2 Néon, argônio, criptônio, xenônio, radônio
• 3 referências

Características de gases inertes

Os gases inertes variam dependendo de seus arbustos atômicos. No entanto, todos possuem uma série de características definidas pelas estruturas eletrônicas de seus átomos.

Camadas de valência completas

Passando por qualquer período da tabela periódica da esquerda para a direita, os elétrons estão ocupando os orbitais disponíveis para uma camada eletrônica. n. Uma vez preenchidos os orbitais s, seguidos pelo d (a partir do quarto período) e depois pelos orbitais p.

O bloco p é caracterizado por ter uma configuração nsnp eletrônica, dando origem a um número máximo de oito elétrons, chamado de octeto de valência, ns²np⁶. Os elementos que apresentam essa camada completamente preenchida estão localizados na extrema direita da tabela periódica: os elementos do grupo 18, o dos gases nobres.

Portanto, todos os gases inertes possuem camadas de valência completas com configuração ns²np⁶. Então, variando o número de n cada um dos gases inertes é obtido.

A única exceção a esse recurso é o hélio, cujo n= 1 e, portanto, não possui orbitais p para esse nível de energia. Assim, a configuração eletrônica do hélio é de 1s² e não tem um octeto de valência, mas dois elétrons.

Interagir através das forças de Londres

Os átomos dos gases nobres podem ser visualizados como esferas isoladas com muito pouca tendência a reagir. Tendo suas camadas de valência cheias, elas não precisam aceitar elétrons para formar ligações e, além disso, elas têm uma distribuição eletrônica homogênea. Portanto, eles não formam ligações ou entre si (diferentemente do oxigênio, OU₂, O = O).

Sendo átomos, eles não podem interagir uns com os outros por forças dipolo-dipolo. Assim, a única força que pode aguentar momentaneamente dois átomos de gases inertes são as forças de Londres ou de dispersão.

Isso se deve ao fato de que, embora sejam esferas com distribuição eletrônica homogênea, seus elétrons podem produzir dipolos instantâneos muito breves; o suficiente para polarizar um átomo vizinho de gás inerte. Assim, dois átomos de B atraem um ao outro e por um tempo muito curto formam um par BB (não uma ligação B-B).

Pontos de fusão e ponto de ebulição muito baixos

Como resultado das fracas forças de Londres que mantêm seus átomos juntos, eles dificilmente podem interagir para aparecer como gases incolores. Para condensar em uma fase líquida, eles exigem temperaturas muito baixas, a fim de forçar seus átomos a "desacelerarem" e durarem mais as interações BBB ···.

Isto também pode ser alcançado aumentando a pressão. Ao fazer isso, seus átomos são forçados a colidir em velocidades mais altas uns com os outros, forçando-os a condensar em líquidos com propriedades muito interessantes.

Se a pressão é muito alta (dezenas de vezes maior do que a atmosférica) e a temperatura é muito baixa, os gases nobres podem até passar para a fase sólida. Assim, gases inertes podem existir nas três principais fases da matéria (sólido-líquido-gás). No entanto, as condições necessárias para esta tecnologia de demanda e métodos laboriosos.

Energias de ionização

Os gases nobres têm energias de ionização muito altas; o mais alto de todos os elementos da tabela periódica. Por quê? Pela razão de sua primeira característica: uma concha de valência cheia.

Por ter o octeto de valência ns²np⁶, removendo um elétron de um orbital p, e se tornando um íon B⁺ configuração eletrônica ns²np⁵Isso requer muita energia. Tanto que a primeira energia de ionização eu¹ para estes gases tem valor superior a 1000 kJ / mol.

Links fortes

Nem todos os gases inertes pertencem ao grupo 18 da tabela periódica. Alguns deles simplesmente formam títulos fortes o suficiente e estáveis ​​o suficiente para não se quebrarem facilmente. Duas moléculas enquadram este tipo de gases inertes: nitrogênio, N₂e de dióxido de carbono, CO₂.

O nitrogênio é caracterizado por ter uma ligação tripla muito forte, N≡N, que não pode ser quebrada sem condições extremas de energia; por exemplo, aqueles desencadeados por um feixe elétrico. Enquanto o CO₂ Tem duas ligações duplas, O = C = O, e é o produto de todas as reações de combustão com excesso de oxigênio.

Exemplos de gases inertes

Helio

Designado com as letras Ele, é o elemento mais abundante do universo depois do hidrogênio. Forma cerca de um quinto da massa das estrelas e do sol.

Na Terra, ele pode ser encontrado em reservatórios de gás natural, localizados nos Estados Unidos e na Europa Oriental.

Néon, argônio, criptônio, xenônio, radônio

O resto dos gases nobres do grupo 18 são Ne, Ar, Kr, Xe e Rn.

De todos eles, o argônio é o mais abundante na crosta terrestre (0,93% do ar que respiramos é argônio), enquanto o radônio é, de longe, o produto mais escasso do decaimento radioativo do urânio e do tório. Portanto, ele é encontrado em vários terrenos com esses elementos radioativos, mesmo que sejam encontrados em grandes profundidades no subsolo.

Como esses elementos são inertes, eles são muito úteis para deslocar oxigênio e água do ambiente; desta maneira, assegure-se de que eles não intervêm em certas reações onde alteram os produtos finais. O argônio encontra muito uso para esse propósito.

Eles também são usados ​​como fontes de luz (luzes de néon, lâmpadas de veículos, lâmpadas, lasers, etc.).

Referências

1. Cynthia Shonberg (2018) Gás inerte: definição, tipos e exemplos. Retirado de: study.com
2. Arrepio e Atkins. (2008). Química Inorgânica Nos elementos do grupo 18. (quarta edição). Mc Graw Hill.
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química (8a ed.). CENGAGE Learning, p 879-881.
4. Wikipédia. (2018) Gás inerte. Retirado de: en.wikipedia.org
5. Brian L. Smith. (1962). Gases Inertes: Átomos Ideais para Pesquisa. [PDF] Retirado de: calteches.library.caltech.edu
6. Professora Patricia Shapley. (2011). Gases nobres. Universidade de Illinois. Retirado de: butane.chem.uiuc.edu
7. O Grupo Bodner. (s.f.) A Química dos Gases Raros. Retirado de: chemed.chem.purdue.edu