Les énergies fossiles : le gaz noble.

Définition

Un gaz noble, ou gaz rare, est un gaz inerte chimiquement car, monoatomique, il est très faiblement réactif avec tout autre composé. Les sept gaz nobles sont l'Hélium (He), le Néon (Ne), l'argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe), le radon radioactif (Rn) et l'oganesson radioactif (Og).

Les gaz nobles sont les éléments du groupe 18 du tableau périodique. Les six premiers sont des gaz naturels, le dernier est un gaz de synthèse produit artificiellement.

Les sept gaz nobles :

Gaz nobles (6 naturels et 1 artificiel)

Les sept gaz nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, Og) sont des gaz monoatomiques relativement inertes à température et pression ambiantes car leurs atomes ont rempli leur coque d'électrons de valence. Même des conditions extrêmes particulières, ils sont très peu réactifs.

Explications

L'expression "gaz noble" vient d'une traduction du mot allemand Edelgas, qui signifie gaz noble. Le chimiste allemand Hugo Erdmann (1862–1910) a inventé l'expression en 1898. Tout comme un noble pourrait considérer qu'il est indigne de s'associer avec des roturiers, les gaz nobles ont tendance à ne pas réagir avec d'autres éléments.

Les autres noms des gaz nobles sont : gaz rares, gaz inertes et les aérogènes. Lors de la référence au tableau périodique, les gaz nobles sont le groupe IUPAC 18 (groupe 0 selon l'ancienne classification), le groupe CAS VIIIA, le groupe hélium ou le groupe néon.

Les gaz nobles naturels non radioactifs (He, Ne, Ar, Kr et Xe) servent de traceurs, et ils sont devenus disponibles en tant qu'outil très fiable et polyvalent pour avoir un rôle de traceurs naturels. Les deux gaz nobles radioactifs (Rn, Og) peuvent servir de traceurs radioactifs.

Les 7 gaz nobles monoatomiques dans le tableau périodique :

7 gaz nobles monoatomiques dans la table périodique des éléments

Les sept gaz nobles sont tous des éléments monoatomiques et des substances simples qui sont groupés dans la colonne 18 d'un tableau périodique. Le groupe d'éléments de gaz rares mis en évidence pour montrer leur position sur le tableau périodique.

⭐ Oganesson est un élément artificiel (synthétique) qui ne rentre pas entièrement dans le groupe. Bien qu'il puisse avoir une coque de valence remplie (7p6), il est prévu qu'il s'agisse d'un solide métallique à température ambiante.

Propriétés des gaz nobles

Les éléments du groupe des gaz nobles partagent des propriétés chimiques et physiques communes :

Se comportent comme des gaz presque parfaits dans des conditions standard.

Gaz monoatomiques à température ambiante.

Assez non réactifs.

électron externe complet ou couche de valence (indice d'oxydation = 0).

Hautes énergies d'ionisation.

Valeurs d'électronégativité très faibles.

Points de fusion bas.

Points d'ébullition bas.

Aucune couleur, odeur ou saveur dans des conditions ordinaires (mais peuvent former des liquides et des solides colorés).

Ininflammables.

Conduisent l'électricité et la fluorescence à basse pression.

L'idée fausse la plus courante à propos des gaz nobles est qu'ils ne peuvent pas former de liaisons et de composés chimiques. Bien que leurs atomes aient normalement rempli des coquilles de valence, il est possible de supprimer un ou plusieurs électrons ou (moins fréquemment) d'ajouter des électrons.

Dans certaines conditions, les gaz nobles peuvent former des gaz diatomiques, des clathrates, des fluorures, des chlorures, des complexes métalliques et d'autres composés.

Habituellement, les composés se forment sous des pressions extrêmement élevées. Des exemples de composés de gaz rares comprennent le fluorohydrure d'argon (HArF) et l'hexafluorure de xénon (XeF6).

Une autre idée fausse est que les gaz nobles sont rares. Comme pour les terres rares, les gaz rares ne sont pas particulièrement rares.

L'argon est le troisième ou le quatrième gaz le plus abondant dans l'atmosphère (selon la quantité de vapeur d'eau). Il représente 1,3 % de la masse atmosphérique ou 0,94 % de son volume.

Le néon, le krypton, l'hélium et le xénon sont des oligo-éléments dans l'air. Les gaz peuvent être plus abondants plus profondément dans la terre.

L'hélium se trouve dans le gaz naturel, tandis que le xénon se trouve dans les vapeurs de certaines sources minérales et peut se lier au fer et au nickel dans le noyau terrestre.

Utilisations des gaz nobles

Les gaz nobles ont plusieurs utilisations importantes. Ils sont utilisés comme atmosphère inerte pour protéger les échantillons et minimiser les réactions chimiques. Leurs points de fusion et d'ébullition bas les rendent utiles comme réfrigérants.

Les gaz nobles sont importants dans les applications d'éclairage, telles que les lampes à haute intensité, les néons, les phares de voiture et les lasers à excimères.

L'hélium est utilisé dans les ballons, dans les mélanges de gaz respiratoires pour la plongée sous-marine et pour refroidir les aimants supraconducteurs. Les gaz, en particulier le xénon, sont utilisés dans les moteurs ioniques.

À l'heure actuelle, l'oganesson n'a aucune utilité pratique, mais il pourrait un jour aider les scientifiques à fabriquer des éléments encore plus lourds.

Sources de gaz nobles

Le néon, l'argon, le krypton et le xénon proviennent de la distillation fractionnée de l'air liquéfié. La principale source d'hélium est la séparation cryogénique du gaz naturel de l'atmosphère terrestre.

Le radon provient de la désintégration radioactive du radium, du thorium, de l'uranium et d'autres élé etments radioactifs lourds. Oganesson est un élément artificiel synthétisé en frappant une cible avec des particules accélérées.

À l'avenir, les gaz nobles pourraient provenir d'autres planètes. Par exemple, l'hélium et le xénon sont beaucoup plus abondants sur Jupiter et les autres planètes gazeuses que sur Terre.