La plupart des gaz rares sont très stables, leur énergie d'ionisation est donc très élevée. Cela les rend très utiles comme sources de faisceaux d'ions pour nettoyer, couper ou souder des matériaux.
Les gaz rares sont des gaz incolores, insipides et inodores. Ils sont en outre très solubles dans l'eau et possèdent des points de fusion et d'ébullition extrêmement bas. Tous les gaz rares possèdent une couche de valence remplie, ce qui les rend très inertes.
Les gaz nobles, souvent appelés gaz rares, rarement gaz inertes (cf. l'article Gaz noble au sujet de ces différentes dénominations), forment une famille d'éléments a priori très peu réactifs car, ayant une couche de valence complète, ils n'ont aucun électron de valence pour former une liaison chimique.
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.
Les autres gaz rares. L' argon, le krypton, le xénon et le néon ont été découverts dans l'atmosphère terrestre : l'argon par William Ramsay et lord Rayleigh en 1894 ; le krypton, le xénon et le néon par W. Ramsay et Morris Williams Travers en 1898.
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).
Le xénon est le plus rare (0,087±0,001 ppm) et le plus cher des gaz nobles, obtenu par distillation fractionnée de l'air devenu liquide.
Le volume de la particule est négligeable par rapport au volume total. En fait, une substance en phase gazeuse est essentiellement constituée de vide. Aux conditions ambiantes, la distance qui sépare 2 particules de gaz peut atteindre jusqu'à 1000 fois leur diamètre. C'est pour cette raison que les gaz sont invisibles.
Les causes de la réactivité chimique des gaz
Cette configuration électronique détermine si un atome a tendance à gagner ou perdre des électrons. Les gaz nobles, comme le néon (à gauche ci-dessous), ont une faible réactivité chimique, car leur couche de périphérie est remplie au maximum.
Article connexe : Chimie des gaz nobles. Raies d'émission de l'argon. L'argon est incolore, inodore, ininflammable et non toxique aussi bien à l'état gazeux que liquide ou solide. Sa solubilité dans l'eau est à peu près comparable à celle de l'oxygène et vaut 2,5 fois celle de l'azote.
Un gaz rare, gaz noble ou gaz inerte, est un élément chimique qui est inerte chimiquement, c'est-à-dire qu'il ne réagit jamais avec un autre composé. Ils sont regroupés dans la dix-huitième colonne du tableau périodique des éléments.
À l'exception de l'atome d'hélium qui possède deux électrons sur sa couche externe, les autres atomes de gaz nobles ont tous huit électrons sur leur couche externe.
L'air est un mélange gazeux constitué de 78 % de diazote (N2), 21 % de dioxygène (O2) mais également, en faibles proportions, d'autres gaz comme le dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau, de l'hélium…
Ce sont les éléments du groupe 18 du tableau périodique : l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon et le radon, dont la couche de valence a pour configuration ns2np6. Tous ces éléments sont présents dans l'atmosphère sous la forme de gaz monoatomiques incolores, insipides et inodores.
La couche externe des gaz nobles est saturée en électrons, les gaz nobles sont donc chimiquement inertes. Tous les gaz nobles ont la particularité d'être chimiquement inertes. Ils ne présentent quasiment aucune réactivité chimique.
Ils n'ont pas de couche de valence. Ils possèdent tous 2 électrons de valence. À quelle condition les gaz nobles deviennent-ils stables ? Ils sont naturellement stables.
Les éléments très réactifs ont généralement des réactions plus vigoureuses que les éléments moins réactifs. Si nous localisons les cinq métaux donnés dans la série de réactivité chimique, nous voyons que le potassium est le plus réactif.
Une combustion nécessite la présence des trois éléments suivants : un combustible (gaz, bois, fioul), un comburant (oxygène en général) et une énergie d'activation (étincelle, flamme etc.).
Ce système utilise la propriété de compressibilité d'un gaz.
L'air, comme tous les gaz, est constitué de minuscules « billes » solides qu'on appelle des molécules. Elles sont si petites qu'on ne peut pas les voir à l'œil nu.
Lesquels ? Les trois états physiques de l'eau sont l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux (ou état de vapeur). L'eau est à l'état liquide dans les mers et les océans. L'eau est à l'état solide dans les calottes glacières et les glaciers.
Les molécules de l'air sont tellement petites qu'elles sont invisibles pour l'œil humain. La lumière blanche émise par le soleil ou par une ampoule est constituée de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.
L'élément le plus abondant dans l'Univers est l'hydrogène, suivi de l'hélium, les deux éléments les plus simples au niveau atomique et les plus légers de tous.
L'hélium (symbole He) de numéro atomique 2 et de masse molaire 4 g/mol est un gaz plus léger que l'air (0,138 g/L), très bon conducteur de la chaleur.
L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse, entourant la Terre, que l'on appelle air. L'air sec se compose à 78,087 % de diazote, à 20,95 % de dioxygène, à 0,93 % d'argon, à 0,041 % de dioxyde de carbone, et de traces d'autres gaz.