- Característiques dels gasos inerts
- Capes de valència completes
- Interactuen mitjançant forces de London
- Punts de fusió i ebullició molt baixos
- Energies d'ionització
- Enllaços forts
- Exemples de gasos inerts
- heli
- Neó, argó, criptó, xenó, radó
- referències
Els gasos inerts, també coneguts com a gasos rars o nobles, són aquells no tenen una reactivitat apreciable. La paraula 'inert' significa que els àtoms d'aquests gasos no són capaços de formar un nombre considerat de compostos i, alguns d'ells, com l'heli, no reaccionen en l'absolut.
Així, en un espai ocupat per àtoms de gasos inerts, aquests reaccionaran amb àtoms molt específics, sense importar les condicions de pressió o temperatura a les que se'ls sotmeten. A la taula periòdica componen el grup VIIIA o 18, anomenat grup de gasos nobles.
Font: By Hi-Res Images ofChemical Elements (http://images-of-elements.com/xenon.php), via Wikimedia Commons
La imatge superior correspon a una bombeta plena amb xenó excitat per un corrent elèctric. Cadascun dels gasos nobles és capaç de brillar amb els seus propis colors mitjançant la incidència de l'electricitat.
Els gasos inerts poden trobar-se en l'atmosfera, encara que en diferents proporcions. El argó, per exemple, té una concentració de 0,93% de l'aire, mentre que el neó de 0,0015%. Altres gasos inerts emanen de el sol i arriben fins a la terra, o es generen en els seus fonaments rocosos, trobant com a productes radioactius.
Característiques dels gasos inerts
Els gasos inerts varien en funció de les seves mates atòmiques. No obstant això, tots presenten una sèrie de característiques definides per les estructures electròniques dels seus àtoms.
Capes de valència completes
Recorrent qualsevol període de la taula periòdica d'esquerra a dreta, els electrons van ocupant els orbitals disponibles per a una capa electrònica n. Un cop omplert els orbitals s, seguit dels d (a partir de la cambra període) i després els orbitals p.
El bloc p es caracteritza per tenir configuració electrònica nsnp, donant lloc a un nombre màxim de vuit electrons, anomenat octet de valència, ns 2 np 6. Els elements que presenten aquesta capa completament plena se situa a l'extrem dret de la taula periòdica: els elements de el grup 18, el dels gasos nobles.
Per tant, tots els gasos inerts tenen capes de valència completes amb configuració ns 2 np 6. Així, variant el nombre de n s'obté cadascun dels gasos inerts.
L'única excepció a aquesta informació és l'heli, el n = 1 i no té per tant d'orbitals p per a aquest nivell energètic. Així, la configuració electrònica de l'heli és 1s 2 i no té un octet de valència, sinó dos electrons.
Interactuen mitjançant forces de London
Els àtoms dels gasos nobles poden visualitzar-se com esferes aïllades amb molt poca tendència a reaccionar. A l'tenir les seves capes de valència plenes, no necessiten acceptar electrons per formar enllaços, ia més, posseeixen una distribució electrònica homogènia. Per tant, no formen enllaços ni entre ells mateixos (a diferència de l'oxigen, O 2, O = O).
A l'tractar-se d'àtoms, no poden interactuar entre ells mitjançant forces dipol-dipol. De manera que l'única força que pot mantenir units momentàniament dos àtoms de gasos inerts són les forces de London o de dispersió.
Això es deu al fet que, tot i ser esferes amb distribució electrònica homogènia, els seus electrons poden originar dipols instantanis molt breus; el suficients, com per polaritzar un àtom veí de gas inert. Així, dos àtoms B s'atrauen mútuament i per un temps molt curt formen un parell BB (no un enllaç BB).
Punts de fusió i ebullició molt baixos
Com a resultat de les febles forces de London que mantenen units els seus àtoms, aquests amb prou feines poden interactuar per mostrar-se com gasos incolors. Per condensar en una fase líquida, requereixen de temperatures molt baixes, per obligar així a que els seus àtoms es "alenteixin" i perdurin més les interaccions BBB ···.
Això també es pot aconseguir augmentant la pressió. A l'fer això, s'obliga als seus àtoms a col·lisionar a majors velocitats amb els altres, forçant-los a condensar en líquids amb propietats molt interessants.
Si la pressió és molt alta (desenes de vegades superior a l'atmosfèrica), i la temperatura molt baixa, els gasos nobles fins i tot poden passar a fase sòlida. Així, els gasos inerts poden existir en les tres fases principals de la matèria (sòlid-líquid-gasós). No obstant això, les condicions necessàries per a això demanen tecnologia i mètodes laboriosos.
Energies d'ionització
Els gasos nobles tenen energies d'ionització molt altes; les més altes de tots els elements de la taula periòdica. Per què? Per la raó de la seva primera característica: una capa de valència completa.
A l'tenir l'octet de valència ns 2 np 6, el llevar-li un electró a un orbital p, i convertir-se en un ió B + de configuració electrònica ns 2 np 5, requereix de molta energia. Tanta, que la primera energia d'ionització I 1 per a aquests gasos ha valori que sobrepassen els 1000 kJ / mol.
Enllaços forts
No tots els gasos inerts pertanyen a el grup 18 de la taula periòdica. Alguns d'ells simplement formen enllaços prou forts i estables que no poden trencar-se amb facilitat. Dues molècules emmarquen aquest tipus de gasos inerts: la de l'nitrogen, N 2, i la de l'diòxid de carboni, CO 2.
El nitrogen es caracteritza per tenir un triple enllaç molt fort, N≡N, el qual no es pot trencar sense condicions d'extrema energia; per exemple, les deslligades per un llamp elèctric. Mentre que el CO 2 posseeix dos dobles enllaços, O = C = O, i és producte de totes les reaccions de combustió amb excés d'oxigen.
Exemples de gasos inerts
heli
Designat amb les lletres He, és l'element més abundant de l'univers després de l'hidrogen. Forma voltant de la cinquena part de la massa de les estrelles i de el sol.
A la Terra, pot trobar-se en reservoris de gas natural, ubicats als Estats Units i a l'est d'Europa.
Neó, argó, criptó, xenó, radó
La resta dels gasos nobles de el grup 18 són Ne, Ar, Kr, Xe i Rn.
De tots ells, l'argó és el més abundant en l'escorça terrestre (el 0,93% de l'aire que respirem és argó), mentre que el radó és de llarg el més escàs, producte de l'decaïment radioactiu de l'urani i de l'tori. Per tant, es troba en diversos terrenys amb aquests elements radioactius, fins i tot si es troben a grans profunditats sota terra.
Com que aquests elements són inerts, són de gran utilitat per desplaçar a l'oxigen i aigua de l'ambient; per d'aquesta manera, garantir que no intervinguin en certes reaccions on alteren els productes finals. El argó troba molt ús per a aquest propòsit.
Així mateix, són utilitzats com a fonts lluminoses (llums de neó, fanals de vehicles, llums, raigs làser, etc.).
referències
- Cynthia Shonberg. (2018). Inert Gas: Definition, Types & Examples. Recuperat de: study.com
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. En els elements de el grup 18. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8va ed.). Cengage Learning, pàg 879-881.
- Wikipedia. (2018). Inert gas. Recuperat de: en.wikipedia.org
- Brian L. Smith. (1962). Inert Gasos: Ideal atoms for Research.. Pres de: calteches.library.caltech.edu
- Professor Patricia Shapley. (2011). Noble Gasos. University of Illinois. Recuperat de: butane.chem.uiuc.edu
- The Bodner Group. (Sf). The Chemistry of the Rare Gasos. Recuperat de: chemed.chem.purdue.edu