Les gaz nobles ou rares correspondent aux éléments chimiques hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon. Ces éléments sont chimiquement stables ou inertes c'est-à-dire qu'ils ne participent pas à des réactions chimiques. En effet leur structure électronique répond aux règles du duet et de l'octet.
La grande stabilité des gaz nobles est donc liée au nombre particulier d'électrons qu'ils possèdent sur leur couche externe : soit deux électrons ou un duet d'électrons pour l'atome He ; soit huit électrons ou un octet d'électrons pour les autres atomes (Ne, Ar).
Les gaz rares (éléments de la colonne VIIIA) sont tous stables, car leur couche électronique externe est complète (4 paires = 8 électrons ; exception : He = 2 électrons).
Un gaz noble se différencie des autres gaz par sa structure atomique qui ne comprend qu'un seul et même atome. De ce fait, il possède une forte inertie chimique. Ce type de gaz ne génère aucune réaction chimique. Il ne peut pas non plus créer une structure chimique en contact avec d'autres atomes.
Règle du duet (applicable aux atomes de numéro atomique Z ≤ 4) : un atome ou un ion est stable si la couche externe (la couche K dans le cas présent) est remplie avec deux électrons.
Les atomes sont stables lorsque le nombre de neutrons dans le noyau est à peu près équivalent au nombre de protons. Lorsqu'il y a un déséquilibre important entre le nombre de neutrons et celui de protons dans le noyau, l'atome devient instable.
Les règles de stabilité permettent: de déterminer si une espèce chimique est stable et peut donc subsister de manière prolongé au sein d'un système chimique (si elle n'est pas stable cela signifie qu'elle va vite se transformer et disparaitre)
l'hélium (He)
La famille des alcalins (ou métaux alcalins)
Ainsi il forment les ion stables suivant: lithium Li. sodium Na. potassium K.
L'hydrogène constitue avec l'air des mélanges explosibles. L'hélium est un gaz incolore, inodore, de goût neutre et non toxique. Etant le deuxième gaz le plus léger, il est bien plus léger que l'air (densité relative = 0.18).
Chimiquement, les gaz rares constituent une famille très homogène, caractérisée par une grande inertie chimique : ils se combinent très difficilement à d'autres corps. Le nom même de l'argon (en grec argon : inactif) exprime précisément cette inertie.
Les gaz rares (ou inertes)
Les gaz rares : ont 8 électrons de valence, sauf l'hélium, ils possèdent dons une structure bien stable (8 électrons sur la couchs de valence) et ils ne sont pas intéressés à donner ou à recevoir des électrons.
Configuration électronique du krypton : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. Le krypton est le plus léger des gaz nobles pour lequel on a pu isoler au moins un composé covalent, en l'occurrence le difluorure de krypton KrF2, synthétisé pour la première fois en 1963 dans la foulée des travaux sur le xénon.
Les gaz nobles dans le tableau périodique
La famille des gaz noble réunit les éléments faisant partie de la dernière colonne du tableau périodique. Il s'agit donc des éléments située sur le “bord droit” du tableau, dans la colonne n°18.
On appelle gaz nobles, ou gaz rares, les éléments chimiques du groupe 18 (anciennement « groupe VIIIA », voire « groupe 0 ») du tableau périodique.
Un gaz inerte est un gaz qui n'a pas de réactions chimiques avec son environnement dans des conditions normales de pression et température. Dans l'industrie pharmaceutique et dans la chimie, ces gaz sont principalement l'azote (N2) et l'argon (Ar), qui sont des composants de l'air.
). La première règle de Hund stipule que le plus bas niveau en énergie est celui maximisant la valeur de S, somme des spins respectifs de chaque électron se trouvant dans les orbitales de valence de l'atome.
Les atomes gagnent ou perdent des électrons pour devenir stable chimiquement et ainsi acquérir la structure électronique du gaz noble le plus proche d'eux dans le tableau périodique des éléments (couche de valence « saturée »).
La première colonne est nommée famille des alcalins, la deuxième colonne est nommée famille des alcalino-terreux, l'avant-dernière colonne est nommée famille des halogènes et, enfin, la dernière colonne est nommée famille des gaz inertes (ou gaz rares).
L'azote est un gaz inerte qui convient à un large éventail d'applications, couvrant divers aspects de la fabrication, du traitement, de la manipulation et du transport de produits chimiques.
L'hélium possède un numéro atomique de deux, il ne possède donc que 2 électrons. Il lui est donc impossible d'avoir 8 électrons de valence! L'hélium se trouve dans la huitième colonne car il possède les mêmes propriétés que les éléments qui s'y trouvent, les gaz inertes.
Les gaz actifs, en revanche, sont impliqués dans les processus chimiques entre l'arc et le matériau d'apport. L'argon mélangé à une petite quantité de dioxyde de carbone est un exemple de gaz actif. La composante active influence par exemple la pénétration et/ou la température du bain de soudage.
C'est le fer. Au début de leur vie, les étoiles tirent leur énergie de la fusion de petits noyaux atomiques pour former des noyaux plus gros. Les étoiles fabriquent ainsi de l'hélium par fusion de noyaux d'hydrogène. Quand il est épuisé, l'hélium réagit et donne du carbone et de l'oxygène.
La stabilité d'une molécule est assurée par le partage d'électrons entre chaque atome. Ce partage est modélisé par la liaison covalente. Le schéma de Lewis est une écriture conventionnelle permettant de représenter des atomes et des molécules.
L'élément le plus stable d'une série de noyaux comportant le même nombre de nucléons est celui dont la masse est la plus petite. La famille de noyaux comportant 127 nucléons montre la relation entre masse et stabilité. L'élément stable en est le noyau d'iode-127, avec 53 protons et 74 neutrons.