Les des gaz inertes, Aussi appelés gaz rares ou nobles, ce sont ceux qui n'ont pas de réactivité appréciable. Le mot `` inerte '' signifie que les atomes de ces gaz ne sont pas capables de former un nombre considérable de composés et que certains d'entre eux, comme l'hélium, ne réagissent pas du tout.
Ainsi, dans un espace occupé par des atomes de gaz inerte, ceux-ci réagiront avec des atomes très spécifiques, quelles que soient les conditions de pression ou de température auxquelles ils sont soumis. Dans le tableau périodique, ils constituent le groupe VIIIA ou 18, appelé le groupe des gaz rares.
L'image du haut correspond à une ampoule remplie de xénon excitée par un courant électrique. Chacun des gaz rares est capable de briller avec ses propres couleurs grâce à l'incidence de l'électricité.
Des gaz inertes peuvent être trouvés dans l'atmosphère, bien que dans des proportions différentes. L'argon, par exemple, a une concentration de 0,93% de l'air, tandis que le néon de 0,0015%. D'autres gaz inertes émanent du soleil et atteignent la terre, ou sont générés dans ses fondations rocheuses, se trouvant sous forme de produits radioactifs..
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Les gaz inertes varient en fonction de leurs lits atomiques. Cependant, ils présentent tous une série de caractéristiques définies par les structures électroniques de leurs atomes..
En se déplaçant à travers n'importe quelle période du tableau périodique de gauche à droite, les électrons occupent les orbitales disponibles pour une coque électronique n. Une fois les s orbitales remplies, suivies du d (à partir de la quatrième période) puis des p orbitales.
Le bloc p est caractérisé par sa configuration électronique nsnp, donnant naissance à un nombre maximum de huit électrons, appelé octet de valence, nsdeuxnp6. Les éléments qui présentent cette couche complètement remplie sont situés à l'extrême droite du tableau périodique: les éléments du groupe 18, celui des gaz rares.
Par conséquent, tous les gaz inertes ont des coques de valence complètes avec une configuration nsdeuxnp6. Ainsi, faire varier le nombre de n chacun des gaz inertes est obtenu.
La seule exception à cette caractéristique est l'hélium, dont n= 1 et manque donc de p orbitales pour ce niveau d'énergie. Ainsi, la configuration électronique de l'hélium est de 1 sdeux et il n'a pas un octet de valence, mais deux électrons.
Les atomes de gaz nobles peuvent être visualisés comme des sphères isolées avec très peu de tendance à réagir. En ayant leurs coquilles de valence remplies, ils n'ont pas besoin d'accepter des électrons pour former des liaisons, et en plus, ils ont une distribution électronique homogène. Par conséquent, ils ne forment pas de liaisons ou entre eux (contrairement à l'oxygène, Odeux, O = O).
Étant des atomes, ils ne peuvent pas interagir les uns avec les autres par des forces dipôle-dipôle. Ainsi, la seule force qui peut momentanément maintenir ensemble deux atomes de gaz inerte sont les forces de Londres ou de diffusion..
Ceci est dû au fait que, même étant des sphères à distribution électronique homogène, leurs électrons peuvent être à l'origine de dipôles instantanés très courts; assez pour polariser un atome de gaz inerte voisin. Ainsi, deux atomes B s'attirent et forment pendant très peu de temps une paire BB (pas une liaison B-B).
En raison des faibles forces de Londres qui maintiennent leurs atomes ensemble, ils peuvent à peine interagir pour apparaître comme des gaz incolores. Pour se condenser en phase liquide, ils nécessitent des températures très basses, forçant ainsi leurs atomes à «ralentir» et les interactions BBB durent plus longtemps ···.
Ceci peut également être réalisé en augmentant la pression. Ce faisant, il force ses atomes à se heurter à des vitesses plus élevées, les forçant à se condenser en liquides aux propriétés très intéressantes..
Si la pression est très élevée (des dizaines de fois supérieure à la pression atmosphérique) et que la température est très basse, les gaz rares peuvent même passer dans la phase solide. Ainsi, des gaz inertes peuvent exister dans les trois phases principales de la matière (solide-liquide-gaz). Cependant, les conditions nécessaires pour cela exigent une technologie et des méthodes laborieuses..
Les gaz nobles ont des énergies d'ionisation très élevées; le plus élevé de tous les éléments du tableau périodique. Parce que? Pour la raison de sa première caractéristique: une couche de valence complète.
En ayant l'octet de valence nsdeuxnp6, retirer un électron d'une orbitale p et devenir un ion B+ configuration électronique nsdeuxnp5, demande beaucoup d'énergie. À tel point que la première énergie d'ionisation I1 pour ces gaz, il a des valeurs supérieures à 1000 kJ / mol.
Tous les gaz inertes n'appartiennent pas au groupe 18 du tableau périodique. Certains d'entre eux forment simplement des liens suffisamment solides et stables pour qu'ils ne puissent pas être facilement rompus. Deux molécules encadrent ce type de gaz inerte: azote, Ndeux, et celui du dioxyde de carbone, COdeux.
L'azote se caractérise par une triple liaison très forte, N≡N, qui ne peut être rompue sans des conditions énergétiques extrêmes; par exemple, ceux déclenchés par un éclair électrique. Alors que le COdeux Il a deux doubles liaisons, O = C = O, et est le produit de toutes les réactions de combustion avec un excès d'oxygène.
Désigné par les lettres He, c'est l'élément le plus abondant de l'univers après l'hydrogène. Il forme environ un cinquième de la masse des étoiles et du soleil.
Sur Terre, on le trouve dans des réservoirs de gaz naturel, situés aux États-Unis et en Europe de l'Est..
Le reste des gaz rares du groupe 18 sont Ne, Ar, Kr, Xe et Rn.
De tous, l'argon est le plus abondant dans la croûte terrestre (0,93% de l'air que nous respirons est de l'argon), tandis que le radon est de loin le plus rare, un produit de la désintégration radioactive de l'uranium et du thorium. Par conséquent, il se trouve dans divers terrains avec ces éléments radioactifs, même s'ils se trouvent profondément sous terre..
Parce que ces éléments sont inertes, ils sont très utiles pour déplacer l'oxygène et l'eau de l'environnement; afin de garantir qu'ils n'interviennent pas dans certaines réactions où ils altèrent les produits finis. L'argon trouve beaucoup d'utilité à cette fin.
Ils sont également utilisés comme sources lumineuses (néons, lanternes de véhicules, lampes, faisceaux laser, etc.).
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