Appunti di chimica: i gas nobili

Tramite: O2O 05/10/2018
Difficoltà: media
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Introduzione

I gas nobili, detti anche rari oppure inerti sono quelle sostanze che si trovano in uno stato aeriforme. Questi gas sono caratterizzati da una struttura elettronica chiusa. I gas nobili non hanno un proprio volume ed una propria forma per cui non occupano tutto lo spazio a disposizione. I gas nobili sono costituenti secondari dell'atmosfera e si possono ottenere per distillazione frazionata dell'aria liquida. I gas nobili sono particolarmente importanti nella tecnologia al plasma. Essi infatti possono essere utilizzati quando si desidera ottenere l'etching ionico puramente fisico. Leggendo il tutorial si possono avere alcuni utili consigli e delle corrette informazioni sugli appunti di chimica che riguardano questo argomento.

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Occorrente
  • Un buon manuale di chimica
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Categoria

I gas nobili si raggruppano in chimica nella categoria 18 della tavola periodica. Si tratta di gas monoatomici che sono liberamente presenti nell'atmosfera. Appartengono a questa categoria i seguenti elementi: elio (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xeno (Xe) e radon (Rn). Quest'ultimo è un elemento radioattivo abbastanza raro. Il più comune è l' argon, mentre l'elio è di origine endogena (proviene dalla decomposizione di elementi radioattivi che sono presenti nel sottosuolo). Anche l'elemento artificiale oganesson appartiene a questo gruppo, ma le sue proprietà chimiche sono sconosciute. Per la loro struttura chimica questi gas non reagiscono con gli elementi "comuni". Infatti, la loro stabilità elettronica li spinge a restare inerti ed a non ricercare altri legami. La caratteristica che li differenza dagli altri gas infatti è proprio la loro completezza energetica. La maggior parte si costituisce di ben otto elettroni all'ultimo livello. L'unica eccezione è rappresentata dall'elio con due soli elettroni.

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Utilizzo

Per la loro configurazione chimica i gas nobili hanno una forza interatomica di attrazione abbastanza limitata. Questo è il motivo per cui, in condizioni normali di pressione e temperatura, il punto di ebollizione è molto basso. La stessa cosa avviene per la fusione. È opportuno sapere che i gas nobili non sono infiammabili; inoltre, essi sono assolutamente privi di sapore, odore e colore. I gas nobili raggiungono lo stato liquido soltanto se vengono sottoposti a stati estremi di pressione e temperatura. Per questa loro caratteristica essi hanno un ampio utilizzo allo stato liquido come refrigeranti. Ad esempio l'elio che è più leggero rispetto all'aria viene generalmente adoperato per gonfiare i palloni sonda.

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Reazione

Per la completezza dei loro orbitali molto tempo fa si pensava che i gas nobili non potessero reagire e di conseguenza unirsi con altri elementi. Con il passar degli anni però sono stati fatti alcuni studi nel campo della chimica. Successivamente il risultato di queste indagini ha contraddetto questa tesi. Nel 1933 per la prima volta Linus Pauling ha intuito che esisteva la possibilità di ottenere una reazione dai gas nobili più pesanti. Dopo circa un trentennio la sua teoria ha trovato fondamenti di verità, cioè che i gas nobili più pesanti hanno un buon numero di gusci elettronici. Gli elettroni esterni tendono ad una facile ionizzazione per cui è possibile creare dei legami. È fondamentale sapere che essi prediligono principalmente sostanze con carica negativa, come ad esempio ossigeno e fluoro.

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