L'appellation gaz rares vient de la faible prévalence historique des gaz nobles comme substances chimiques, bien que cette désignation soit techniquement impropre car l'hélium constitue 24 % de la matière baryonique de l'univers, et l'argon 0,94 % de l'atmosphère terrestre au niveau de la mer, de sorte qu'ils ne sont ...
C'est le cas des gaz rares. Cette propriété fait qu'ils ne peuvent pas se lier avec d'autres atomes pour former des molécules ou perdre des électrons pour se transformer en ions, d'où leur nom de gaz nobles ou inertes (ils ne sont pas très actifs et ne se mélangent pas).
Les gaz nobles, autrefois appelés gaz rares, sont les éléments chimiques de la dernière colonne du tableau périodique (groupe 18). Ils sont chimiquement peu réactifs et cette inertie chimique est mise à profit dans de nombreuses applications, en particulier dans le domaine de l'éclairage.
Gaz inertes : Les gaz nobles sont stables, ils ont donc aucune nécessité à former des liaisons du fait que leur couche de valence est déjà saturée.
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.
De ce point de vue, les gaz inertes – nommés aussi gaz rares, ou nobles – que sont l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon et le radon constituent un défi. Ces éléments ont été découverts à la fin du xixe siècle (l'hélium étant le premier à être isolé, en 1868, et le radon le dernier, en 1898).
L'air sec se compose, pour l'essentiel, d'azote (78,08 %), d'oxygène (20,95 %) et, pour moins de 1 %, de gaz rares comme l'argon (0,93 %), le néon (0,0018 %, 18,18 ppm), le krypton (1,14 ppm), le xénon (0,08 ppm), l'hélium (5,24 ppm) et, dans les basses couches, de la vapeur d'eau, du dioxyde de carbonedioxyde de ...
Les atomes d'hélium ont une masse très faible et peuvent échapper partiellement à l'attraction de la Terre. Il s'est établi un équilibre entre les pertes et les gains d'hélium par l'atmosphère, où sa concentration est constante : 5,3 cm 3 d'hélium par mètre cube d'air.
Leur couche de valence est saturée, de sorte qu'ils n'établissent normalement pas de liaison covalente avec d'autres atomes, d'où leur inertie chimique. On ne connaît que quelques centaines de composés de gaz nobles, essentiellement du xénon.
Ramsay a continue à rechercher les gaz nobles et en 1898, un utilisant la distillation fractionnée, il découvre 3 nouveaux gaz rare : le xénon, le néon et le krypton. Le Radon a été découvert la même année par Freidrich Einst Dorn. Enfin, en 1902, Dmitri Mendeleïev accepte les gaz nobles dans son tableau périodique.
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).
Déterminer quel est le gaz rare le plus proche dans le tableau périodique, entre l'Hélium, l'Argon et le Néon et retenir son numéro atomique Z. La différence entre les deux numéros atomiques identifiés aux points 1 et 2 correspond au nombre de liaisons covalentes que l'atome peut former avec d'autres espèces chimiques.
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.
L'azote (N2) et l'oxygène (O2) sont donc appelés des gaz, mais l'eau gazeuse dans l'atmosphère est appelée vapeur d'eau. 1. Le néon, un gaz à température ambiante, se condense en un liquide à 25 K. Quelles sont les propriétés chimiques du néon qui sont affectées par ce changement de phase ?
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.
Extrait de la classification périodique. La colonne 18 correspond à la famille des gaz nobles avec l'hélium He, le néon Ne et l'argon Ar pour les trois premiers gaz.
La propriété chimique remarquable de tous ces gaz est leur stabilité. C'est du fait de cette stabilité que les gaz nobles sont chimiquement inertes et restent sous forme atomique.
L'or (noté Au) est l'élément chimique qui porte le numéro atomique 79 dans la classification périodique des éléments.
Ce gaz étant plus léger (six fois moins dense, ce qui permet notamment aux ballons de s'envoler), le son s'y déplace plus rapidement. Il remonte plus vite vers le larynx et la bouche, en étant moins amortis dans son parcours. Résultat, la fréquence de la voix paraît plus aiguë.
Transformation de l'hydrogène en hélium dans le Soleil
Comme toute étoile, le Soleil est un gigantesque réacteur nucléaire. En son cœur, des réactions nucléaires de fusion ont lieu, au cours desquelles l'hydrogène est transformé en hélium en libérant de l'énergie.
L'air contient un gaz indispensable à la vie : le dioxygène (O2). Les êtres humains, les animaux et les végétaux l'absorbent et rejettent du dioxyde de carbone. Un humain consomme en moyenne, chaque jour, environ 15 000 l d'air et 1,5 l d'eau.
Conclusion : L'air que nous respirons est un mélange gazeux composé essentiellement de diazote et de dioxygène auxquels s'ajoutent les gaz dits rares en très petite quantité. Le dioxygène est un gaz vital car il permet la respiration des êtres vivants.
L'atome d'oxygène, jamais seul !
Quand parle d'oxygène dans l'atmosphère ou la respiration, c'est un abus de langage. On parle en réalité de dioxygène. C'est donc ce gaz que nous respirons car c'est sous cette forme que se trouve l'oxygène dans l'air.