Elementos do Grupo 18

Os elementos do bloco p incluem um grupo fascinante de elementos conhecidos como gases nobres. Estes são encontrados no grupo 18 da tabela periódica. Os gases nobres são um grupo distinto de elementos que exibem características únicas devido à sua camada de elétrons de valência completa. Este artigo explora esses elementos, suas propriedades e suas aplicações.

Introdução aos gases nobres

Os gases nobres, também chamados de gases inertes, consistem em hélio (He), neônio (Ne), argônio (Ar), criptônio (Kr), xenônio (Xe) e radônio radioativo (Rn). Esses gases são caracterizados por sua falta de reatividade química em condições normais, devido ao fato de possuírem um octeto completo de elétrons na sua camada externa.

Propriedades dos gases nobres

Propriedades físicas

Os gases nobres são incolores, inodoros e insípidos em condições normais. Eles existem como gases monoatômicos e têm pontos de ebulição e fusão relativamente baixos. A ausência de cor, sabor e odor pode ser destacada usando um modelo atômico simples:

Este SVG mostra cascas de elétrons sem elétrons especiais, simbolizando a camada mais externa completa dos gases nobres.

Propriedades químicas

Os gases nobres têm uma camada de valência completa representada como 1s^2 para hélio e ns^2np^6 para outros elementos, muitas vezes representados como octetos. Esta casca completa torna esses gases altamente estáveis e quimicamente inertes ou não reativos.

Hélio: 1s²
Neônio: [He]2s²2p⁶
Argônio: [Ne]3s²3p⁶
Criptônio: [Ar]3d¹⁰4s²4p⁶
Xenônio: [Kr]4d¹⁰5s²5p⁶
Radônio: [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²6p⁶
    

Presença de gases nobres

Existem várias fontes de gases nobres:

• Hélio: Encontrado em reservas de gás natural produzidas pela decomposição radioativa de elementos pesados na crosta terrestre.
• Neônio, Argônio, Criptônio e Xenônio: Esses gases são obtidos pela destilação fracionada do ar líquido.
• Radônio: O radônio naturalmente ocorre como produto da decomposição do rádio, encontrado em quantidades traço na atmosfera.

Usos dos gases nobres

A natureza inerte dos gases nobres os torna adequados para várias aplicações em diferentes campos.

Hélio (He)

O hélio é mais leve que o ar e não inflamável, tornando-o ideal para uso em aviões e balões.

• Criogenia: O baixo ponto de ebulição do hélio o torna utilizável como refrigerante para supercondutores e criogenia.
• Pressurização e purificação: Devido à sua inércia, o hélio é usado em uma variedade de aplicações de pressão de gás.

Neônio (Ne)

A capacidade do neônio de emitir luz quando eletrificado possibilita seu uso em letreiros de néon.

• Iluminação de néon: As luzes de néon são usadas para iluminar letreiros, especialmente em publicidade.
• Indicadores de alta tensão: O brilho do neônio é útil em aplicações de alta tensão.

Argônio (Ar)

O argônio é frequentemente usado em situações em que é necessária a não reatividade.

• Soldagem: O arco de argônio cria uma atmosfera protetora para soldagem e corte.
• Preservação: É usado na preservação de lâmpadas incandescentes e fluorescentes e documentos históricos.

Criptônio (Kr)

A emissão de luz única do criptônio é usada em uma variedade de soluções de iluminação.

• Iluminação: Criptônio é usado em iluminação de alto desempenho, como luzes de pista de aeroportos.
• Fotografia: Usado em alguns flashes fotográficos para fotografias de alta velocidade.

Xenônio (Xe)

O xenônio é usado em aplicações que requerem lâmpadas de alta potência.

• Lâmpadas de flash: O xenônio é usado em lâmpadas de flash para lâmpadas de descarga de alta intensidade.
• Imagem médica: É usado em imagem médica, especialmente tomografia computadorizada (CT).

Radônio (Rn)

Embora o radônio seja radioativo e tenha usos limitados, é especialmente utilizado em estudos geológicos.

• Estudos geológicos: As medições de concentração de radônio são usadas em estudos de previsão de terremotos, acompanhando emissões na crosta terrestre.
• Tratamento de câncer: O radônio foi usado na radioterapia para tratar o câncer, embora seu uso agora seja limitado devido aos riscos à saúde.

Considerações finais

Com suas configurações eletrônicas estáveis, os gases nobres ocupam uma posição única na química. Eles trazem muitas aplicações práticas por causa de sua inércia e capacidade de emitir luz sob certas condições. Enquanto muitas novas técnicas continuam a aproveitar as propriedades dos gases nobres, cuidados especiais devem ser tomados no manuseio de certos gases, como o radônio, devido à sua natureza radioativa. A compreensão dos gases nobres fornece uma porta de entrada para apreciar o equilíbrio e a diversidade da tabela periódica, que é uma ferramenta vital no estudo e aplicação da química.

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