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GRUPO 18 - GASES NOBRES
CQ-222
FSN
CQ222
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GRUPO 18 - GASES NOBRES
GRUPO 18 - GASES NOBRES
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – GASES NOBRES
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA
He 1s2;
Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ns2p6 confere a estabilidade química dos elementos;
os gases nobres apresentam uma afinidade eletrônica zero ou ligeiramente
negativas e energias de ionização muito elevadas pequena tendência de
perder ou receber elétrons ou de formar ligações químicas;
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – GASES NOBRES
OCORRÊNCIA
os gases nobres ocorrem na atmosfera (1% em volume):
Ar 0,934% 19K40 + e- 18Ar40
Ne 1,818x10-3 %
He 5,2x10-4 %
Kr 1,14x10-4 %
Xe 8,7x10-6 %
uma mistura foi obtida pela primeira vez por Cavendish, em 1784:
ar + O2 + descargas elétricas NO2 O2 + S SO2 gás não reativo
He pode ser obtido a partir de gases naturais depois de liquefazer os
hidrocarbonetos;
Rn é radiativo, e é formado no decaimento radiativo de minerais de
rádio e de tório: 88Ra226 86Rn222 + 2He4
os demais gases nobres são obtidos em escala industrial por destilação
fracionada do ar líquido;
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – GASES NOBRES
APLICAÇÕES
ARGÔNIO
o principal uso é para a obtenção de atmosferas inertes em soldagens
em microeletrônica e processos metalúrgicos e em processos químicos
anaeróbicos;
quantidades menores de argônio são usadas para o crescimento de
cristais de silício e de germânio para transistores, válvulas de raios
catódicos e contadores de radiação do tipo Geiger-Müller;
HÉLIO
He tem o PE mais baixo que qualquer outro líquido conhecido usado
como fluido crioscópico para se obter temperaturas extremamente baixas
operação de lasers e dispositivos baseados em materiais
supercondutores;
He é usado como gás de refrigeração em reatores nucleares e como
gás de arraste em cromatografia gás-líquido;
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – GASES NOBRES
APLICAÇÕES
HÉLIO (cont.)
He é usado ainda em balões meteorológicos e dirigíveis; He é bastante
leve: um m3 de He à pressão atmosférica pode levantar até 1 kg;
He é usado para diluir o O2 em cilindros de mergulhadores porque N2 é
bastante solúvel no sangue e uma súbita variação de pressão poderia
provocar a formação de bolhas de N2 no sangue (síndrome de
descompressão);
NEÔNIO
pequenas quantidades de Ne são utilizados nas lâmpadas de neônio
dos anúncios luminosos de cor laranja avermelhada;
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – GASES NOBRES
PROPRIEDADES FÍSICAS
todos os gases nobres são monoatômicos, incolores e inodoros;
Raio
Å
1ª E.I.
kJ.mol-1
P.F. oC
P.E. oC
Número total
de elétrons
He 0,93 2372 - - -269 2
Ne 1,31 2080 -249 -245 10
Ar 1,74 1521 -189 -186 18
Kr 1,89 1351 -157 -152 36
Xe 2,09 1170 -112 -109 54
Rn 1037 -71 -62 86
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – GASES NOBRES
PROPRIEDADES ESPECIAIS DO HÉLIO
He possui o PE mais baixo de todas as substâncias: -269 oC
forma sólido somente a 1 K e em altas pressões (25 atm);
possui duas formas de líquido: He I (quando resfriado até 4,2 K) e He II
(a 2,2 K);
He II possui uma condutividade térmica 106 vezes maior que o He I e 800
vezes maior que o cobre razão para o uso no resfriamento de
magnetos supercondutores
He II possui 1/100 da viscosidade do H2(g).
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – COMPOSTOS
CLATRATOS
nos clatratos, átomos ou moléculas de tamanho adequado estão presos
nas cavidades existentes no retículo cristalino de outros compostos; mas
não há formação de ligações químicas. Exemplo:
metano e CO2(g) presos em clatratos formados pela estrutura da água
sob pressão e nas baixas temperaturas no fundo dos oceanos:
He e Ne não formam clatratos porque os átomos são muito pequenos e
escapam da cavidade; maneira conveniente de armazenar isótopos
radiativos de Kr e de Xe produzidos em reatores nucleares
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – COMPOSTOS
Existem poucas evidências da formação de compostos dos gases
nobres;
formação de íons moleculares como He22+, HeH+, HeH2+ e Ar2
+ em tubos
de descarga de gases rarefeitos;
HT(g) [HeH]+(g) + e- (acredita-se ser a primeiro composto formado
depois do “Big Bang”;
o composto H-Ar-F pode ser preparado à baixas temperaturas e se
decompõe acima de -245 oC;
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – COMPOSTOS
somente os gases nobres mais pesados (Xe, Kr e Rn) formam
compostos devido à menor energia de ionização;
Bartlett e Lohman em 1962: PtF6 + O2 O2[PtF6]
1a EI do O2 = 1165 kJ.mol-1; 1a EI Xe = 1170 kJ.mol-1
Xe + PtF6 Xe[PtF6] + PtF6 [XeF][PtF6] + PtF5 [XeF][Pt2F11]
Xe(g) + nF2(g) XeF2n(s), n = 1, 2 ou 3 são sólidos brancos, agentes
oxidantes muito fortes e agentes de fluoração:
XeF4 + 2SF4 Xe + 2SF6
XeF4 + Pt Xe + PtF4
CH2=CH2(g) + XeF2(s) CH2F-CH2F(g) + Xe(g)
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – COMPOSTOS
a formação dos fluoretos de xenônio é direcionada pela entalpia
Xe(g) + 2F2(g) XeF4(s) DS<0
XeF6(s)+ 3H2O(l) XeO3(aq) + 6HF(g)
XeO3 forma hidrogenoxenato em soluções de pH > 10,5:
XeO3(s) + OH-(aq) [HXeVIO4]-(aq)
hidrogenoxenato
os hidrogenoxenatos se desproporcionam em solução formando
perxenato que contém Xe (8+):
2[HXeO4]-(aq)+ 2OH-(aq) [XeVIIIO6]
4- (aq)+ Xe(g) + O2(g)+ 2H2O(l)
perxenato
Ba2XeO6(s) + 2H2SO4(aq) BaSO4(s) + XeO4(g) + 2 H2O(l)
perxenatos são fortes oxidantes.
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – COMPOSTOS
as energias de ionização do He, Ne e Ar são muito grandes para permitir
a formação de compostos;
Kr e Rn também reagem com F2(g), formando KrF2 e RnF2;
Xe também forma outros compostos com elementos diferentes do flúor
e do oxigênio. Exemplos:
ELEMENTOS DO GRUPO 18 – COMPOSTOS
Fluoreto de
pentafluorfenilxenônio
Cátion tetraxenônioouro(II)
Compostos de xenônio com flúor e oxîgênio
