Gases inertes: características e exemplos - Ciência - 2023

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o gases inertes, também conhecidos como gases raros ou nobres, são aqueles que não apresentam uma reatividade apreciável. A palavra 'inerte' significa que os átomos desses gases não são capazes de formar um número considerável de compostos e alguns deles, como o hélio, não reagem de forma alguma.

Assim, em um espaço ocupado por átomos de gases inertes, estes irão reagir com átomos muito específicos, independentemente das condições de pressão ou temperatura a que estão sujeitos. Na tabela periódica eles formam o grupo VIIIA ou 18, denominado grupo dos gases nobres.

A imagem acima corresponde a uma lâmpada cheia de xenônio excitada por uma corrente elétrica. Cada um dos gases nobres é capaz de brilhar com suas próprias cores por meio da incidência da 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 neon é 0,0015%. Outros gases inertes emanam do Sol e atingem a Terra, ou são gerados em suas fundações rochosas, sendo encontrados como produtos radioativos.

Características do gás inerte

Os gases inertes variam dependendo de suas células atômicas. Porém, todos possuem uma série de características definidas pelas estruturas eletrônicas de seus átomos.

Camadas completas de Valência

Movendo-se por qualquer período da tabela periódica da esquerda para a direita, os elétrons ocupam os orbitais disponíveis para uma concha eletrônica n. Uma vez que os orbitais s tenham sido preenchidos, seguido por d (do quarto período) e então os orbitais p.

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

Portanto, todos os gases inertes têm cascas de valência completas com configuração ns²np⁶. Assim, variando o número de n cada um dos gases inertes é obtido.

A única exceção a essa característica é o hélio, cujo n= 1 e, portanto, não tem orbitais p para esse nível de energia. Assim, a configuração eletrônica do hélio é 1s²e não tem um octeto de valência, mas dois elétrons.

Interaja através das forças de Londres

Os átomos de gases nobres podem ser visualizados como esferas isoladas com muito pouca tendência a reagir. Por terem suas camadas de valência preenchidas, eles não precisam aceitar elétrons para formar ligações e também têm uma distribuição eletrônica homogênea. Portanto, eles não formam ligações ou entre si (ao contrário do oxigênio, O₂, O = O).

Sendo átomos, eles não podem interagir uns com os outros por meio de forças dipolo-dipolo. Portanto, a única força que pode manter momentaneamente dois átomos de gás inertes juntos é Londres ou forças de dispersão.

Isso porque, mesmo sendo esferas com distribuição eletrônica homogênea, seus elétrons podem originar dipolos instantâneos muito curtos; o suficiente para polarizar um átomo de gás inerte vizinho. Assim, dois átomos B se atraem e por um tempo muito curto eles formam um par BB (não uma ligação B-B).

Pontos de fusão e ebulição muito baixos

Como resultado das fracas forças de Londres que mantêm seus átomos unidos, eles mal conseguem interagir para aparecer como gases incolores. Para se condensar em uma fase líquida, eles requerem temperaturas muito baixas, forçando assim seus átomos a “desacelerar” e as interações BBB ··· duram mais.

Isso também pode ser obtido aumentando a pressão. Ao fazer isso, ele força seus átomos a colidirem uns com os outros em velocidades mais altas, forçando-os a se condensar em líquidos com propriedades muito interessantes.

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

Energias de ionização

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 camada de valência completa.

Por ter o octeto de valência ns²np⁶, removendo um elétron de um orbital p e tornando-se um íon B⁺ configuração de elétrons ns²np⁵Requer muita energia. Tanto que a primeira energia de ionização I¹ para esses gases tem valores que ultrapassam 1000 kJ / mol.

Links fortes

Nem todos os gases inertes pertencem ao grupo 18 da tabela periódica. Alguns deles apenas formam laços fortes e estáveis o suficiente para que não possam ser quebrados facilmente. Duas moléculas enquadram este tipo de gases inertes: nitrogênio, N₂, e o do dióxido de carbono, CO₂.

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

Exemplos de gases inertes

Hélio

Designado com as letras He, é o elemento mais abundante no universo depois do hidrogênio. Ele forma cerca de um quinto da massa das estrelas e do sol.

Na Terra, pode ser encontrado em reservatórios de gás natural, localizados nos Estados Unidos e no Leste Europeu.

Néon, argônio, criptônio, xenônio, radônio

O resto dos gases nobres no 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 mais raro, um produto da decomposição radioativa do urânio e do tório. Portanto, ele é encontrado em vários terrenos com esses elementos radioativos, mesmo que sejam encontrados no subsolo.

Por serem inertes, esses elementos são muito úteis para deslocar oxigênio e água do meio ambiente; de forma a garantir que não intervêm em determinadas reacções em que alteram os produtos finais. O Argon é muito útil para este propósito.

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

Referências

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Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. Nos elementos do grupo 18. (quarta edição). Mc Graw Hill.
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