• Ciência

gás nobre

gás nobre , qualquer um dos sete elementos químicos que compõem o Grupo 18 (VIIIa) do tabela periódica . Os elementos são hélio (Ele), néon (Nascer), argônio (Ar), criptônio (Kr), xenônio (Xe), radônio (Rn) e oganesson (Og). Os gases nobres são gases incolores, inodoros, insípidos e não inflamáveis. Eles são tradicionalmente rotulados como Grupo 0 na tabela periódica porque, por décadas após sua descoberta, acreditava-se que eles não poderiam se vincular a outros átomos ; isto é, seus átomos não poderiam se combinar com os de outros elementos para formar compostos químicos. Suas estruturas eletrônicas e a descoberta de que algumas delas de fato se formam compostos levou ao mais apropriado designação , Grupo 18.

tabela periódica interativa Versão moderna da tabela periódica dos elementos. Para saber o nome de um elemento, número atômico, configuração do elétron, peso atômico e mais, selecione um na tabela. Encyclopædia Britannica, Inc.

Quando os membros do grupo foram descobertos e identificados, eles foram considerados extremamente raros, bem como quimicamente inertes e, portanto, foram chamados de gases raros ou inertes. Sabe-se agora, no entanto, que vários desses elementos são bastante abundantes em terra e no resto do universo, então a designação cru é enganoso. Da mesma forma, o uso do termo inerte tem a desvantagem de conotar passividade química, sugerindo que os compostos do Grupo 18 não podem ser formados. Em química e alquimia , a palavra nobre há muito tempo significa a relutância de metais , como ouro e platina , se submeter reação química ; aplica-se no mesmo sentido ao grupo de gases aqui abrangidos.

As abundâncias dos gases nobres diminuem à medida que seus números atômicos aumentar. Hélio é o elemento mais abundante no universo, exceto hidrogênio . Todos os gases nobres estão presentes na Terra atmosfera e, com exceção de hélio e radônio, sua principal fonte comercial é o ar , a partir do qual são obtidos por liquefação e fracionamento destilação . A maior parte do hélio é produzida comercialmente a partir de certos poços de gás natural. O radônio geralmente é isolado como um produto da decomposição radioativa de rádio compostos. Os núcleos dos átomos de rádio decaem espontaneamente, emitindo energia e partículas, núcleos de hélio (partículas alfa) e átomos de rádon. Algumas propriedades dos gases nobres estão listadas na tabela.

História

Em 1785, Henry Cavendish, um químico e físico inglês, descobriu que ar contém uma pequena proporção (um pouco menos de 1 por cento) de uma substância que é quimicamente menos ativa que o nitrogênio. Um século depois, Lord Rayleigh, um físico inglês, isolou do ar um gás que pensava ser nitrogênio puro, mas descobriu que era mais denso do que o nitrogênio preparado pela liberação de seus compostos. Ele concluiu que seu nitrogênio aéreo deve conter uma pequena quantidade de um gás mais denso. Em 1894, Sir William Ramsay, um químico escocês, colaborou com Rayleigh no isolamento deste gás, que provou ser um novo elemento - argônio .

Aparelho de isolamento de argônio usado no isolamento de argônio pelo físico inglês Lord Rayleigh e pelo químico Sir William Ramsay, 1894. O ar é contido em um tubo de ensaio (A) posicionado sobre uma grande quantidade de álcali fraco (B), e uma faísca elétrica é enviada através de fios (D) isolados por tubos de vidro em forma de U (C) passando através do líquido e ao redor da boca do tubo de ensaio. A faísca oxida o nitrogênio do ar e os óxidos de nitrogênio são então absorvidos pelo álcali. Depois que o oxigênio é removido, o que resta no tubo de ensaio é argônio. Encyclopædia Britannica, Inc.

Após a descoberta do argônio, e por instigação de outros cientistas, em 1895 Ramsay investigou o gás liberado ao aquecer a clevita mineral, que se pensava ser uma fonte de argônio. Em vez disso, o gás foi hélio , que em 1868 foi detectado espectroscopicamente no sol mas não tinha sido encontrado em terra . Ramsay e seus colegas de trabalho pesquisaram gases relacionados e por destilação de criptônio descoberto de ar líquido, néon e xenônio, todos em 1898. O radônio foi identificado pela primeira vez em 1900 pelo químico alemão Friedrich E. Dorn; foi estabelecido como membro do grupo de gases nobres em 1904. Rayleigh e Ramsay venceram prémios Nobel em 1904 por seu trabalho.

Em 1895, o químico francês Henri Moissan, que descobriu o elemental flúor em 1886 e foi premiado com um premio Nobel em 1906 por essa descoberta, falhou na tentativa de provocar uma reação entre o flúor e o argônio. Esse resultado foi significativo porque o flúor é o elemento mais reativo da tabela periódica. Na verdade, todos os esforços do final do século 19 e início do século 20 para preparar compostos químicos de argônio falharam. A falta de reatividade química implícita por essas falhas foi importante no desenvolvimento das teorias da estrutura atômica. Em 1913, o físico dinamarquês Niels Bohr propôs que o elétrons dentro átomos estão arranjado em camadas sucessivas com energias e capacidades características e que as capacidades das camadas para elétrons determinam o número de elementos nas linhas da tabela periódica. Com base em evidências experimentais relacionando propriedades químicas a elétron distribuições, foi sugerido que nos átomos dos gases nobres mais pesados ​​que o hélio, os elétrons são arranjados nessas camadas de tal forma que a camada mais externa sempre contém oito elétrons, não importa quantos outros (no caso do radônio, 78 outros) são organizados dentro das camadas internas.

Em uma teoria de ligação química desenvolvida pelo químico americano Gilbert N. Lewis e pelo químico alemão Walther Kossel em 1916, este octeto de elétrons foi considerado o arranjo mais estável para a camada mais externa de qualquer átomo . Embora apenas os átomos de gases nobres possuíssem esse arranjo, era a condição para a qual os átomos de todos os outros elementos tendiam em sua ligação química. Certos elementos satisfizeram esta tendência ganhando ou perdendo elétrons imediatamente, tornando-se assim íons ; outros elementos compartilhavam elétrons, formando combinações estáveis ​​ligadas entre si por ligações covalentes . As proporções em que os átomos dos elementos se combinavam para formar compostos iônicos ou covalentes (suas valências) eram, portanto, controladas pelo comportamento de seus elétrons mais externos, que - por esse motivo - eram chamados de elétrons de valência. Essa teoria explicava a ligação química dos elementos reativos, bem como a relativa inatividade dos gases nobres, que passou a ser considerada sua principal característica química. ( Veja também ligação química: ligações entre átomos.)

modelo atômico de camada No modelo atômico de camada, os elétrons ocupam diferentes níveis de energia, ou camadas. O PARA e eu conchas são mostradas para um átomo de néon. Encyclopædia Britannica, Inc.

Selecionados do núcleo por elétrons intervenientes, os elétrons externos (valência) dos átomos dos gases nobres mais pesados ​​são mantidos com menos firmeza e podem ser removidos (ionizados) mais facilmente dos átomos do que os elétrons dos gases nobres mais leves. A energia necessária para a remoção de um elétron é chamada de primeiro energia de ionização . Em 1962, enquanto trabalhava na Universidade de British Columbia, o químico britânico Neil Bartlett descobriu que platina hexafluoreto removeria um elétron (oxidaria) oxigênio para formar o sal [OU_dois⁺] [PtF₆^-] A primeira energia de ionização do xenônio é muito próxima à do oxigênio; assim, Bartlett pensou que um sal de xenônio poderia ser formado de maneira semelhante. No mesmo ano, Bartlett estabeleceu que é realmente possível remover elétrons do xenônio por meios químicos. Ele mostrou que a interação de PtF₆vapor na presença de gás xenônio à temperatura ambiente produziu um sólido amarelo-laranja composto então formulado como [Xe⁺] [PtF₆^-] (Este composto é agora conhecido por ser uma mistura de [XeF⁺] [PtF₆^-], [XeF⁺] [Pt_doisF_onze^-], e PtF₅.) Logo após o relatório inicial desta descoberta, duas outras equipes de químicos prepararam independentemente e subsequentemente relataram fluoretos de xenônio - a saber, XeF_doise XeF₄. Essas conquistas foram logo seguidas pela preparação de outros compostos de xenônio e dos fluoretos de radônio (1962) e criptônio (1963).

Em 2006, cientistas do Joint Institute for Nuclear Research in Dubna, Rússia , anunciou que oganesson , o próximo gás nobre, foi feito em 2002 e 2005 em um ciclotron. (A maioria dos elementos com números atômicos maiores que 92, ou seja, os elementos de transurânio, devem ser feitos em aceleradores de partículas.) Nenhuma propriedade física ou química de oganesson pode ser determinada diretamente, uma vez que apenas alguns átomos de oganesson foram produzidos.

Compartilhar: