Por que os gases nobres são estáveis

Você sabe o que são gases nobres? Ao longo do artigo vamos explicar quais são as características dos elementos da família 18 da Tabela Periódica. Essa família também é conhecida como VIII-A ou zero. O grupo dos gases nobres é formado por: hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr) xenônio (Xe) e radônio (Rb).

Em 2006 foi descoberto um novo elemento que faz parte dessa família, o Ununócio (Uuo), cujo número atômico é 118. Esse elemento foi sintetizado em laboratório, átomos de califórnio (Cf) foram bombardeados com íons de cálcio (Ca2+).

Entenda o que são gases nobres

Os gases nobres são elementos gasosos quando estão em temperatura ambiente. Na natureza, são encontrados de forma isolada por serem estáveis e terem pouca reatividade com as condições do ambiente. Essas condições são responsáveis pela sua nomenclatura de nobres ou raros.

Algo interessante a respeito dos gases nobres é que todos, com exceção do hélio, possuem oito elétrons na camada de valência, motivo que os torna estáveis. Os outros elementos que compõem a Tabela Periódica precisam fazer ligações químicas para chegar à configuração dos gases nobres (com oito elétrons na última camada ou, então, com dois elétrons para os átomos que têm apenas uma camada eletrônica).

É exatamente pela necessidade de ligação para alcançar a estabilidade que os demais elementos da Tabela Periódica não são encontrados isolados na natureza. Por já serem estáveis por si só, os gases nobres são encontrados sozinhos. Acreditou-se até 1960 que eles jamais se combinariam com outros elementos na formação de compostos. Atualmente, são conhecidos compostos formados pelos gases nobres como XePtF6, XeF4 e XeF2.

Características dos gases nobres

Confira, a seguir, as principais características de cada um dos gases nobres.

Hélio

O nome desse elemento vem da palavra grega helios, cujo significado é sol, pelo fato de ter sido descoberto primeiramente no Sol. No ano de 1868, o astrônomo francês Pierre-Jules-César Janssen percebeu que havia uma linha espectral amarela no espectro do sol. Após realizar alguns estudos a respeito, o astrônomo inglês Norman Lockyer percebeu que se tratava de um novo elemento, que recebeu o nome de hélio.

Os cientistas Ramsay, Lockyer, Cleve e Langlet descobriram hélio na Terra na cleveíta, minério de urânio. Trata-se de um gás muito leve utilizado para encher balões e também pode ser utilizado para o tratamento da asma ao ser misturado com o oxigênio, reduzindo o esforço muscular para respirar.

Neônio

O nome desse elemento é originário da palavra grega neos, que significa novo. Quando o químico e físico escocês Sir Willian Ransay o descobriu em 1898, acreditava-se que não havia mais nada para descobrir na atmosfera. Juntamente ao químico inglês Morris William Travers, Ransay isolou o elemento.

Em 1904, o físico recebeu o Nobel de Química por seu incrível trabalho, incluindo a descoberta e isolamento da família de gases nobres. Esse gás apresenta estabilidade extrema, não sendo conhecido até os dias de hoje nenhum composto seu. Trata-se do quarto gás mais abundante na atmosfera terrestre.

O neônio é muito usado como líquido criogênico econômico, apresentando excelente capacidade de refrigeração. No entanto, o seu principal uso é em letreiros luminosos, ao passar uma descarga elétrica em um tubo contendo esse gás é emitida uma coloração laranja-avermelhada. Foi a partir daí que se deu o nome de neon para esses letreiros, porém, luzes que emitem outras cores não têm neônio e sim outros gases.

Argônio

Sir Willian Ransay e Lorde Rayleigh isolaram esse elemento em 1894. O nome vem da palavra grega argos, que significa preguiçoso, pelo fato de esse elemento ter baixa reatividade (inércia química).

Esse foi o primeiro gás nobre descoberto na Terra, tendo sido usado em lâmpadas especiais, contadores Geiser, extintores de incêndio, válvulas de rádio, letreiros luminosos e na atmosfera inerte para a solda de metais arco elétrico (descarga elétrica). Quando o argônio está à baixa pressão, os letreiros neon têm cor vermelha, já quando a pressão é alta a cor é azul.

Criptônio

O nome desse gás vem da palavra grega krípton, que significa oculto, trata-se de um gás raro na atmosfera da Terra, da ordem de 1 ppm (partes por milhão). Pode ser usado em lâmpadas incandescentes e fluorescentes, em especial nos aeroportos, no flash fotográfico e em projetores cinematográficos. Na medicina, esse laser é usado para cirurgia da retina dos olhos.

Xenônio

William Ramsay e Morris Travers descobriram esse elemento em 1898, em resíduos da evaporação dos componentes do ar líquido. O nome xenônio vem da palavra grega xénos, que significa estrangeiro, estranho ou convidado.

Esse gás pode ser utilizado em projeções de foguetes espaciais, como anestésico local, em lâmpadas ultravioletas (como aquelas utilizadas para bronzeamento artificial), em tubos eletrônicos, em lâmpadas especiais de faróis de carros e em displays de plasma.

Radônio

O nome radônio foi dado a esse elemento porque ele foi descoberto no ar em volta de sais de rádio, de forma que era radioativo. Em 1904, William Ramsay observou que devia se tratar de um novo gás nobre, uma vez que suas linhas espectrais eram muito parecidas com as do argônio, xenônio e criptônio. A primeira vez que foi isolado foi em 1910, por Ramsay e Robert Whytlaw-Gray.

Esse gás é utilizado no tratamento de alguns tipos de câncer (braquiterapia). Pode ser usado, ainda, para indicar falhas geológicas e terremotos, uma vez que é liberado pelas rochas que o contêm.

Ununócio (Uuo)

O nome desse elemento, sintetizado em 2006 em laboratório, vem do latim “um, oito, oito”, o número atômico do elemento (118). Esse é o último elemento químico sintetizado em laboratório.

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Graduação em Química (Centro Universitário Franciscano, UNIFRA, 2014)

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Os gases nobres possuem esse nome devido à sua alta estabilidade e consequentemente sua quase rara ligação com outros elementos. Eles fazem parte do grupo 18 da tabela periódica e são pouco reativos nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão).

Características dos gases nobres

Estes elementos possuem a última camada com oito elétrons, com exceção do hélio e, portanto, cumprem a regra do octeto o que os torna muito estáveis. Mas o que diz a regra do octeto? Ela infere que todo o átomo que possuir sua última camada eletrônica completa, entende-se com oito elétrons com exceção do elemento Hélio, terá conferida estabilidade. A princípio as ligações químicas ocorrem para que os átomos envolvidos consigam se estabilizar ganhando ou perdendo elétrons e assim chegar a configuração eletrônica estável como a de um gás nobre. É também devido a esse fato que estes gases podem ser encontrados isolados no ambiente.

Lista de gases nobres

• Hélio (He): O seu nome vem derivado do sol, pois através da análise espectrográfica da luz provinda dele consegue-se detectar a presença de gás hélio. Este é o único gás nobre que se estabiliza com dois elétrons na última camada. Isso porque ele possui apenas a camada K que pode abrigar no máximo 2 elétrons. Ele possui o menor ponto de ebulição entre todos os elementos, é o segundo elemento químico mais abundante no universo perdendo apenas para o hidrogênio. É utilizado para o enchimento de balões e dirigíveis e como gás de mergulho.
• Neônio (Ne): é um gás encontrado abundantemente no universo, mas na atmosfera não, podendo ser produzido sinteticamente. É utilizado em lâmpadas fluorescentes para conferir uma coloração arroxeada à luz e em painéis luminosos para sinalização e propaganda.
• Argônio (Ar): Este foi o primeiro gás nobre descoberto e o nome deste elemento vem do grego e significa inativo. É obtido através da decomposição radioativa de um isótopo do potássio (K). É utilizado em extintores de incêndio, iluminação e na solda.
• Criptônio (Kr): Encontra-se no estado gasoso. É utilizado principalmente na fabricação de lâmpadas.
• Xenônio (Xe): Encontrado como traço na Terra e foi o primeiro gás nobre a ser sintetizado. Muito utilizado na fabricação de lâmpadas.
• Radônio (Rn): O seu nome vem do latim e significa derivado do Rádio, em seu processo de decaimento radioativo emite partículas alfa, beta e gama. É utilizado em terapias contra o câncer, substituindo o elemento rádio, por ser mais efetivo. Utiliza-se este elemento também em sismógrafos e como indicador radioativo.

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• Compostos com gases nobres

Graduação em Química (Centro Universitário Franciscano, UNIFRA, 2014)

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Os gases nobres são elementos químicos situados no grupo dezoito da Tabela Periódica e são conhecidos pela sua estabilidade. Esses elementos químicos são estáveis porque sua configuração eletrônica faz com que todas as suas camadas sejam completas fazendo com que ele não precise doar ou receber elétrons. Por esse motivo, são raros os compostos químicos que eles acabam formando.

Os únicos gases nobres que podem formar ligações com outros elementos químicos são aqueles que possuem três ou mais camadas porque tem a possibilidade de expandir o octeto e acomodar mais elétrons em sua última camada (camada de valência). Já o Hélio (He) e o Neônio (Ne) possuem um raio atômico tão pequeno e consequentemente uma energia de ionização tão grande que faz com que nenhum elemento químico seja capaz de se ligar com eles, nem o Flúor (F).

Quanto a estabilidade, os compostos formados por gases nobres tendem a ser muito instáveis pois estes elementos preferem continuar isolados.

São exemplos de compostos com gases nobres:

• Argônio (Ar): fluoridreto de argônio (HArF); difluoreto de argônio (ArF2).
• Criptônio (Kr): fluoreto de criptônio (KrF2).
• Xenônio (Xe): os principais são os fluoretos (XeF2, XeF4, XeF6).
• Radônio (Rn): difluoreto de radônio (RnF2).

Ainda não são muitas as aplicações destes compostos, porém um dos exemplos é o Na4[XeO6].8H2O que é pouco solúvel e pode ser utilizado para a determinação gravimétrica de sódio.