FAMÍLIA 18 OU 8A – GASES NOBRES

COM ESSA POSTAGEM ENCERRAMOS AS FAMÍLIAS DOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS.

VAMOS ENTENDER QUAL A IMPORTÂNCIA DESSES CHAMADOS ” GASES NOBRES” !

Os gases nobres formam um grupo de elementos químicos com propriedades similares: Em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), SÃO TODOS GASES INODOROS, incolores, monoatômicos de baixa reatividade química. Os gases nobres que ocorrem naturalmente são: Hélio (He), Neônio (Ne), Argônio (Ar), Kriptônio(Kr), Xenônio (Xe), Radônio (Rn) e artificialmente o Oganésson (Og).

Os gases nobres são encontrados na natureza na forma de gases monoatômicos. O gás nobre Hélio é formado na crosta terrestre a partir de Urânio e Tório, e o gás nobre Radônio é originado na crosta terrestre a partir de Rádio e Tório, sempre por meio do processo de decaimento radioativo.

Os gases nobres apresentam as seguintes características:

• Baixos pontos de fusão e ebulição;
• Elevada energia de ionização;
• Baixa reatividade;
• Difundem-se facilmente por meio do vidro e da borracha.
• Gás hélio possui 2 elétrons na última camada, e os outros elementos possuem 8 elétrons na última camada, o que significa que , normalmente, não reagem com outros elementos.

HÉLIO

CARACTÉRISTICAS:

Trata-se de um gás incolor, inodoro, monoatômico (ou seja, composto por um único átomo), atóxico, de baixa densidade, inerte à combustão e de menor ponto de evaporação entre todos os elementos químicos.

Na tabela periódica, o gás Hélio é classificado como um gás nobre por apresentar uma alta estabilidade química, não reagindo com nenhum outro elemento nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Esse gás é muito abundante no universo, encontrado principalmente na composição da matéria de estrelas e em erupções vulcânicas. Nos Estados Unidos se encontra a maior reserva de hélio no mundo.

Configuração eletrônica: 1s²

• Número atômico: 2
• Massa molar: 4,0026 g/mol
• Distribuição eletrônica: 1s²
• Densidade: 0,0001785 g/cm³
• Ponto de fusão: – 272,12 ºC
• Ponto de ebulição: – 266,934 ºC
• Estado físico: gasoso em CNTP

USOS

Provavelmente, a aplicação mais conhecida do gás hélio é a utilização para encher balões. Por possuir densidade menor que a do ar, os balões com gás hélio flutuam quando são soltos. Esta aplicação não se restringe aos balões decorativos, mas também é útil para balões dirigíveis e balões meteorológicos.

Na medicina, o gás hélio é utilizado no tratamento de doenças obstrutivas do sistema respiratório, como asma e bronquiolite. No trato respiratório, uma mistura de hélio e oxigênio pode de melhorar a ventilação nos alvéolos, facilitar a difusão do gás carbônico e diminuir a pressão respiratória.

O gás hélio é inserido na mistura dos cilindros de ar para mergulho para evitar a narcose de nitrogênio, efeito similar à embriaguez, causado pela diluição de nitrogênio no sangue de mergulhadores.

CURIOSIDADES:

• No Sol, quando ocorre a fusão de dois átomos de hidrogênio, origina-se o elemento químico hélio e é produzida energia.
• O hélio é o único elemento da família dos gases nobres que não possui 8 elétrons na camada de valência.
• No zero absoluto, 0 K ou – 273 ºC, o hélio é o único elemento capaz de permanecer no estado líquido.
• Quando inspirado, o gás hélio faz com que a voz ao falar seja mais fina que o normal, pois aumenta a frequência do som.

O hélio, gás que muitas vezes usamos para encher balões de aniversário, tem papel fundamental no lançamento de foguetes e na produção de dispositivos eletrônicos e reatores nucleares.

Infelizmente, esse gás mais leve do que o ar é um recurso natural não renovável, o que significa que, se não fizermos uso inteligente desse elemento, poderemos ficar sem ele um dia. Para estimar quais seriam os efeitos do desaparecimento do hélio, o site INNOVATION NEWS DAILY listou alguns usos surpreendentes desse gás.

1. Acelerador de partículas

Quase um terço do hélio usado nos Estados Unidos, em 2011, foi empregado em criogenia, o estudo das temperaturas muito baixas e seus efeitos. Esse gás pode esfriar objetos a uma temperatura de até -267 ºC, marca que não pode ser alcançada por qualquer outro refrigerante.

O hélio líquido é usado para resfriar os equipamentos supercondutores do Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Europa. Como esse tipo de máquina pode ocupar uma área de muitos quilômetros, uma grande quantidade do gás é usada para mantê-la operacional. Felizmente, o colisor é capaz de reaproveitar o efeito do hélio e, dessa forma, os cientistas precisam repor apenas uma pequena quantidade, que vaza anualmente.

2. Pesquisas neurológicas e ímãs poderosos

Laboratórios norte-americanos usam o hélio para resfriar qualquer equipamento que funcione apenas em baixa temperatura. Muitas máquinas para pesquisas neurológicas precisam desse elemento para produzir ímãs muito poderosos e capazes de medir os pequenos campos magnéticos do cérebro humano. O nitrogênio líquido pode substituir esse gás, mas ele não é capaz de alcançar temperaturas tão baixas quanto o hélio.

3. Dispositivos digitais

Provavelmente, você está usando a internet por causa do hélio. Um dos métodos para criar semicondutores — componentes presentes em praticamente todos os dispositivos eletrônicos de hoje — requer o uso de hélio líquido para refrigerar os ímãs presentes no processo de fabricação. Além disso, a fibra óptica que leva internet e TV a cabo para a casa de milhares de pessoas é fabricada em um ambiente com atmosfera composta apenas por hélio, com o objetivo de evitar que bolhas de ar se formem em seu interior.

4. Tecnologia militar

Os detectores de submarinos do Exército Americano usam o hélio líquido para limpar interferências do sinal. Já a a Força Aérea Americana precisa desse gás para continuar com os experimentos sobre o uso de supercondutores como fonte de energia. O hélio líquido também é usado como ponto referencial para mísseis guiados por fontes de calor.

5. Para o espaço e além

Ônibus espaciais usam hidrogênio e oxigênio líquidos como combustível. Mas, mesmo assim, eles precisam do hélio para limpar o tanque, que está tão frio que é capaz de congelar qualquer outro líquido que passe pelos seus encanamentos. Além disso, o uso do hélio garante que, ao entrar em contato com o combustível, esse gás não causará uma explosão.

6. Balões atmosféricos

Os balões de festas cheios de hélio consomem uma boa parcela desse recurso natural. Mas eles não são os únicos: balões atmosféricos e de monitoramento de áreas também precisam do gás para funcionar corretamente.

7. Ressonância magnética

Fãs do seriado Dr. House já devem ter cansado de ouvir o médico sarcástico pedindo os famosos “MRIs”, como são chamadas as ressonâncias magnéticas em inglês. Pois sem a presença do hélio, tanto House quanto os médicos de verdade não poderiam diagnosticar tantas doenças facilmente.

Mais uma vez, esse gás é necessário para resfriar os ímãs superpotentes que criam campos magnéticos muito fortes. As máquinas de ressonância mais modernas usam uma quantidade menor desse recurso natural, mas pode ser que o ser humano nunca consiga construir um equipamento desses que dispense o uso do hélio.

8. Reatores nucleares

Pode ser que a próxima geração de reatores nucleares também necessite de desse gás para se refrigerar. Porém, ainda não se tem certeza sobre a quantidade de hélio necessária para refrigerar esses reatores, que devem operar a uma temperatura que varia de 700 a 900 ºC.

Agora, sabendo disso tudo, será que não vale a pena usar o bom e velho sopro para encher as bexigas? Pelo menos assim, não corremos o risco de causar um grande impacto na natureza e nas pesquisas tecnológicas ou científicas.

Fonte: INNOVATION NEWS DAILY

NEÔNIO

Néon (ou neônio) é um elemento químico pertencente ao grupo dos gases nobres, sendo o segundo mais leve, com número atômico 10, símbolo químico Ne.

CARACTERÍSTICAS

Configuração eletrônica 1s² 2s² 2p⁶

Gasoso e inodoro, tem um poder de congelamento três vezes maior que o do hidrogênio líquido, às vezes ele se torna mais viável comercialmente do que o próprio hidrogênio sendo vendido comercialmente como refrigerante criogênico.

Número atômico: 10
Peso atômico (massa atômica relativa): 20,1797
Ponto de fusão: 24,56 K (–248,6 °C)
Ponto de ebulição: 27,07 K (-246,08 °C)

USOS

Gás neônio encontra-se presente nas lâmpadas fluorescentes;

– A mistura de neônio e argônio dá origem à válvulas para raios-X.

– Os detectores de íons usados em laboratório contêm neônio.

– As pequenas lâmpadas de sinalização usadas em aparelhos elétricos e eletrônicos contêm gás Neônio em sua composição.

– O Neônio é usado na forma líquida nos sensores ultrassensíveis de infravermelho.

– Como um líquido criogênico econômico, que é 40 vezes maior que a capacidade refrigerante do hélio por unidade de volume.

ARGÔNIO

O gás Argônio destaca-se por ser o gás nobre mais abundante do planeta Terra, sendo que a maior quantidade se encontra na mistura gasosa do ar atmosférico: cerca de 0,93% do volume do ar que respiramos é composto pelo mesmo.

CARACTERÍSTICAS

O argônio é um gás nobre incolor, inodoro e inerte.

configuração eletrônica é 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6.

ponto de fusão :189,34°C

ponto de ebulição : -185,84°C.

O seu número de oxidação é 0, mas em condições controladas reage com flúor, sob fotólise, formando fluoreto de argônio.

Massa atômica : 40 u

USOS

É empregado como gás de enchimento em lâmpadas incandescentes, já que não reage com o material do filamento, mesmo em altos níveis de temperatura e pressão. Com isso, prolonga-se a vida útil da lâmpada. Emprega-se também, na substituição do néon, nas lâmpadas fluorescentes, quando se deseja uma coloração verde azulada ao invés do roxo do néon. Também é usado como substituto do nitrogênio molecular( N₂ ) quando este não se comporta como gás inerte devido às condições de operação.

No âmbito industrial e científico, é empregado universalmente na recriação de atmosferas inertes (não reagentes) para evitar reações químicas indesejadas em vários tipos de operações.

• Soldagem em arco elétrico.
• Fabricação de titânio e outros elementos químicos reativos.
• Fabricação de monocristais — partes cilíndricas formadas por uma estrutura cristalina contínua de silício e germânio para componentes semicondutores.
• Fabricação de extintores para produtos fácil danificação, sendo eles: museus, coleções de fotografias e ambientes de equipamentos microcontrolados.
• Laser para medicina oftalmológica, que utiliza no diagnostico e tratamento de doenças oculares.
• Datação de objetos, permitindo estabelecer idades de mais de um milhão de anos.
• É aplicado em peças de museus para uma melhor conservação das relíquias. O argônio, uma vez presente, evita que o material sofra ação corrosiva.
• O gás é usado para inflar airbags de alguns automóveis.

O árgon-39 é usado, entre outras aplicações, para a datação de núcleos de gelo e águas subterrâneas.

O laser de argônio tem usos médicos em odontologia e oftalmologia.

CRIPTÔNIO

A nomenclatura do elemento Criptônio vem do grego Krípton, que significa oculto. O nome é apropriado uma vez que o gás é raro na atmosfera terrestre, da ordem de 1 ppm (partes por milhão). As regiões vulcânicas têm maiores chances de fornecer Criptônio, nestes locais, o elemento pode ser extraído dos gases vulcânicos e das águas termais.

Mas o planeta Terra não precisa ser o único local para a existência de Criptônio, pesquisas revelam a presença de 0,3 ppm de Criptônio na atmosfera do planeta Marte.

CARACTERÍSTICAS

gás nobre incolor, inodoro, insípido, de pequena reatividade (gás inerte).

Símbolo Kr

número atômico 36

massa atômica 83,8 u

pertence à família 18 ou 8 A (Gases Nobres).

Configuração eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶.

Ponto de fusão: -157,37 °C

Ponto de ebulição: -153,41 °C

Densidade: 3,425 x 10-3 g.cm^-3

USOS

O criptônio pode ser utilizado em lâmpadas incandescentes que tenham filamento de tungstênio. A ideia é retardar a evaporação do filamento, fazendo com que a lâmpada apresente maior durabilidade, brilho e eficiência.

O criptônio é aplicado em lâmpadas incandescentes para aumentar sua eficiência.
O isótopo ⁸⁵Kr, como produto da fissão nuclear do urânio, É UTILIZADO PARA AUXILIAR NA DETECÇÃO DE BASES NUCLEARES CLANDESTINAS. POR EXEMPLO, A SIMPLES PRESENÇA DESSE ISÓTOPO NO AR, EM UMA CONCENTRAÇÃO ACIMA DO NORMAL, PODE INDICAR UMA ATIVIDADE RADIOATIVA.

O principal composto de criptônio, o difluoreto de criptônio (KrF₂), pode ser utilizado nas seguintes situações:

como laser na produção de dispositivos microeletrônicos;

como agente oxidante de grande potencial;

como grande doador de íons fluoreto, oxidando a espécie recebedora desses íons, já que o KrF₂ é um composto termodinamicamente instável, não podendo ser sintetizado em condições padrões de temperatura e pressão.

OUTRAS APLICAÇÕES:

• em flashes fotográficos para a obtenção de imagens de alta velocidade;
• na detecção de imperfeições em depósitos selados;
• na excitação do fósforo de fontes de luz sem alimentação externa de energia;
• na medicina, para cirurgia da retina dos olhos, onde se utiliza o laser de criptônio;
• certas lâmpadas fluorescentes;
• O Kr-85,elemento radioativo, é usado na detecção de folhas em superfícies metálicas;
• A mesma variedade citada, o Kr-85, é usada em análises químicas incorporando o gás em sólidos, processo no qual se formam criptonatos cuja atividade é sensível às reações químicas produzidas na superfície da solução.

XENÔNIO

Xenônio é um gás raro, encontrado no ar atmosférico em pequenas proporções e então, isolado, consiste num gás inodoro e incolor à temperatura ambiente, e de peso elevado.

CARACTERÍSTICAS

Símbolo: Xe.

Número atômico: 54.

Massa atômica: 131,293 u.m.a.

Eletronegatividade: 2,6.

Ponto de fusão: -111,74 °C.

Ponto de ebulição: -108,09 °C.

Densidade: 5,887 g.L^-1 (gás); 2,95 g.cm^-3 (líquido, -109 °C).

Configuração eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4 s² 3 d¹⁰ 4 p⁶ 5 s² 4 d¹⁰ 5 p^6.

USOS

Ele é mais utilizado em tubos de descargas (tubo de gás néon) onde é produzida uma cor azul esverdeada. Desta forma, o gás torna-se um dispositivo emissor de luz usado em tubos eletrônicos e em lâmpadas ultravioletas (para bronzeamento artificial).

O Xenônio possui outras diversas utilizações, vejamos algumas delas:

– Anestésico em anestesia geral.

– Na projeção de foguetes espaciais: neste caso, o gás é submetido a um acelerador de partículas dando origem a íons de Xenônio. ( ver imagem acima)

– Na obtenção dos displays de plasma para os modernos televisores.

– O gás está presente em lâmpadas especiais para aviação e projeções cinematográficas (lâmpadas de cinema).

– difluoreto de xenônio é usado na fabricação de alguns componentes de silício na indústria de microprocessadores e também na fabricação do medicamento Fluorouracil de combate ao câncer
– perxenatos são usados na química analítica como agentes oxidantes
– usado em câmara de bolhas
– pode ser usado como anestésico; com o revés de ser um produto caro para este propósito
– em medicina como um neuroprotetor ou cardioprotetor

– A aplicação mais recente do Xenônio foi feita em faróis de veículos. A vantagem é que o dispositivo passa a iluminar três vezes mais, e ainda consome 40% a menos de bateria do que os faróis comuns.

RADÔNIO

O radônio é um gás nobre que não possui cor, odor ou sabor. É formado naturalmente como parte de três cadeias de decaimento que começa com o urânio e tório, elementos encontrados em pequenas quantidades na maioria das rochas, solos e água.

O radônio, de número atômico 86, é um gás nobre pertencente ao sexto período da Tabela Periódica. Com uma densidade nove vezes maior que a do ar, trata-se do gás mais denso de que se tem conhecimento. Mais de 30 isótopos do Rn são conhecidos, sendo o isótopo 222 o mais estável, com tempo de meia-vida de 3,8 dias.

CARACTERÍSTICAS

Símbolo: Rn

Número atômico: 86

Massa atômica: 222,02 u.m.a

Temperatura de fusão: -71 °C

Temperatura de ebulição: -61,7 °C

Densidade: 9,73 g.L^-1 (gás, a 0 °C e 1 atm), 4,4 g.cm^-3 (líquido, a -62 °C), 4,0 g.cm^-3 (sólido)

Distribuição eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶

USOS

Emprega-se o radônio em tratamentos para alguns tipos de câncer, como a braquiterapia, uma técnica radioterápica em que a fonte radioativa é colocada dentro da área a ser tratada ou próximo a ela. No caso específico do radônio, as fontes são feitas de ouro, as quais são seladas e contêm o radônio.

PRECAUÇÕES COM O RADÔNIO
A radioatividade do radônio faz dele um elemento muito perigoso, principalmente se inalado. Embora a partícula alfa emitida por ele não seja tão penetrante, ela é muito ionizante. Ao chegar aos pulmões, toda a energia da partícula alfa pode ser liberada contida durante a desintegração atômica, culminando em problemas que variam de intensidade de acordo com a quantidade inalada. Não só isso, os sólidos formados no processo de desintegração, como chumbo e polônio, são inalados em poeiras em que o radônio se acumulou e são altamente tóxicos.

O radônio também tem a capacidade de se acumular em áreas de pouca ventilação (como cavernas e minas), e ainda em residências, em áreas mais próximas ao chão. Esse acúmulo é uma provável consequência de sua alta densidade. Por isso, o radônio e os elementos que podem formá-lo devem ser manipulados em ambientes bastante ventilados.

O radônio também é liberado de rochas, e, por conta disso, sua concentração em regiões rochosas serve para indicar falhas geológicas e até mesmo abalos sísmicos.
– o decaimento radioativo do radônio, gerando polônio e partículas alfa seria algo de interesse para aplicação em terapias de combate ao câncer
– usado por alguns pesquisadores em geoquímica para entender a geologia de solos e dinâmica atmosférica.

OGANÉSSON

O oganessônio, símbolo Og, número atômico 118, é o elemento químico de maior número atômico existente na Tabela Periódica até agora. Não pode ser encontrado na natureza, e sua produção é artificial, sendo então considerado um elemento sintético. Mesmo assim, sua produção é muito difícil, e ele é considerado um elemento muito raro, tendo sido sintetizado pouquíssimas vezes.

CARACTERÍSTICAS

Símbolo: Og.

Número atômico: 118.

Massa atômica: 294 u.m.a (não oficializada pela Iupac).

Configuração eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁶ 7s² 5f¹⁴ 6d¹⁰ 7p⁶ (sendo um elemento da família 8 A, pertencendo ao 7° período)

Isótopo mais estável: 294Og (0,69 milissegundos de meia-vida, podendo ser acrescido de 0,64 milissegundos ou reduzido de 0,22 milissegundos).

USOS

Não foram obtidos compostos do elemento, devido ao fato de ele ser extremamente radioativo e com uma meia vida muito curta, e faltam isótopos de vida longa o suficiente para que suas propriedades químicas e físicas possam ser investigadas na prática. Tudo o que se sabe é inferido nas propriedades periódicas esperadas para o elemento.

UM RESUMO BEM NO JEITO!

|Se você quiser saber a história de como esses elementos superpesados foram descobertos, acesse: HTTPS://JORNAL.USP.BR/ARTIGOS/NOVOS-ELEMENTOS-SUPERPESADOS-COMO-SAO-PRODUZIDOS-E-IDENTIFICADOS/

pesquisa: Wikipédia ; escolaeducacao.com.br; tabelaperiodica.org; preparaenem.com; infoescola.com; tecmundo.com.br ; conhecimentocientifico.com; diariodonaturalista.com.br; mundoeducacao.uol.com.br ; todamateria.com.br; ecycle.com.br ; manualdaquimica.com.br.

cores dos elementos da família Gases Nobres  imagem: Wikipédia

imagem: TH Panorama