Elementos do Grupo 18: Gases Nobres - ufjf.br · –Todavia cátions diatômicos como [Ne 2] ... dispendiosa porque existe apenas 5 ppm em volume ... •A entalpia de vaporização

Capítulo 22© 2005 by Pearson Education

NOME DO GRUPO

Os elementos do Grupo 18 têm sido

denominados “gases inertes” e “gases raros”.

Ambas as denominações são inadequadas.

Elementos do Grupo 18: Gases Nobres


NOME DO GRUPO

A descoberta dos fluoretos de Xenônio(1962)

mostrou que o Xe não é inerte.

Além disso, o Argônio constitui 0,9% em volume

da atmosfera terrestre.

Grupo 18: Gases Nobres


NOME DO GRUPO

Todavia o nome Gases Nobres é adequado

porque mostra a tendência à não reatividade.

Os Gases Nobres reagem apenas sobre

condições drásticas.



CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA


ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO

ELETRÔNICA

HÉLIO He 1s2

NEÔNIO Ne [He]2s2 2p6

ARGÔNIO Ar [Ne] 3s2 3p6

CRIPTÔNIO Kr [Ar] 3d10 4s2 4p6

XENÔNIO Xe [Kr] 4d10 5s2 5p6

RADÔNIO Rn [Xe] 4f 14 5d10 6s2 6p6

OGANESSONO Og [Rn] 5f 14 6d10 7s2 7p6


GRUPO 18 : GASES NOBRES – OGANESSONO

O ÚLTIMO INTEGRANTE DA FAMÍLIA

O Oganessono (Og) Z=118 foi obtido a partir do bombardeio do átomo de Califórnio (Cf) Z=98 com o cátion potássio.

249 48 294 1

98 Cf + 20 Ca → 118 At + 3 o n




• O nome é uma homenagem ao físico nuclear de origem armênia Yuri Oganessian que coordenou a descoberta de vários elementos no JINR (Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna ,na Rússia

• O nome do elemento foi formalmente adotado pela IUPAC e pela IUPAP em dezembro de 2016.




Depois da primeira homenagem a um pesquisador

vivo que aconteceu quando se deu o nome de

seabórgio (Sg) ao elemento químico 106 em homenagem ao químico americano Gleen Seaborg,

esta foi a segunda vez que a IUPAC e a IUPAP

homenagearam um pesquisador vivo.


GRUPO 18 : GASES NOBRES

• CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA

• O He possui 2 elétrons.

• Os demais possuem octeto completo.

• Essa configuração eletrônica é muito estável e está relacionada coma a baixa reatividade química desses elementos.



• CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA

– Esses átomos apresentam uma afinidade eletrônica igual a zero e energias de ionização muito elevadas.

– As EI dos gases nobres são as maiores em cada período da tabela periódica.

– Em condições normais, os átomos de gases nobres apresentam pouca tendência de perder ou receber elétrons.



• ATOMICIDADE

• Todos são gases monoatômicos.

• A atomicidade unitária é resultante da grande estabilidade .

• Tal estabilidade acarreta uma pequena tendência de formar ligações e resulta na ocorrência dos Gases Nobres na forma de átomos isolados.



• ATOMICIDADE

– A TOM fornece uma explicação simples do porquê de espécies diatômicas como He2 e Ne2

não serem conhecidas.

– Todavia cátions diatômicos como [Ne2]+ tem OL=1/2 o que significa que existe uma real ligação.

–As energias de ligação no [He2]+, [Ne2]+ e

[Ar2]+ são 126, 67 e 104 kJ/mol



• OCORRÊNCIA

• Todos os GN ocorrem na atmosfera da terra com exceção do Rn, que existe apenas como um radioisótopo de vida curta.

• Somente o Argônio é relativamente abundante.

• Ne, Ar, Kr e Xe são recuperados a partir do ar líquido por destilação.



• OCORRÊNCIA

• O argônio constitui 0,93% em volume do ar.

• A produção mundial de argônio é superior a

700.000 toneladas ano.

Os demais G.N. são muito menos abundantes.


GRUPO 18:GASES NOBRES

• OCORRÊNCIA

• O He é obtido a partir de depósitos de gases naturais.

• A obtenção do hélio a partir do ar é muito dispendiosa porque existe apenas 5 ppm em volume na atmosfera



• OCORRÊNCIA

ABUNDÂNCIA NA

ATMOSFERA

PERCENTAGEM EM

VOLUME

He 5,2 . 10-4

Ne 1,5 .10-3

Ar 0,93

Kr 1,1 .10-4

Xe 8,7 .10-6

Rn 6,0 .10-18



• PROPRIEDADES QUÍMICAS

• Uma vez que os G.N. são extremamente estáveis, eles sofrerão reações apenas sob condições rigorosas.

• Podemos esperar que os G.N. mais pesados tenham maior probabilidade de formar compostos porque suas E.I. são mais baixas.

400ºC

• Xe (g) + F2 (g) → XeF2 (s)

1 Atm




• Forte poder oxidante

• 2XeF2(s) + 2H2O → 2Xe(g) + 4HF(g) + O2(g)

• XeF4(s) + Pt(s) → Xe(g) + PtF4(s)




• Uma E.I. menor (para os maiores GN) sugere a possibilidade de compartilhar um elétron com outro átomo, levando a uma reação química.

• Além disso, como os GN já contêm 8 elétrons na camada de valência , a formação de ligações covalentes necessitará de uma expansão do octeto.

• Hibridações : XeF2 = sp3d; XeF4 = sp3d2 ; XeF6 = sp3d2




• Na primeira metade do século XX, apenas clatratos dos gases nobres eram conhecidos, mas eram considerados

pseudo-compostos.

• Clatratos são pseudo-compostos formados quando a água é solidificada depois de ter sido saturada com um gás

constituído de pequenas moléculas como Ar, Xe, Kr, Cl2,

Br2, CHCl3, H2S etc.




• Clatrato do latim “enjaulado”. Não são verdadeiros compostos porque não há ligação direta entre o hospedeiro e

hospedado.

A ligação entre o hospedeiro e o hospedado é do tipo forças de dispersão de London.



• PROPRIEDADES FÍSICAS

1ª EI(kJ/mol) Entalpia de

Vaporização

(kJ/mol)

Ponto de Fusão

(ºC)

Raio

Atômico

(°A)

He 2372 0,08 -272 1,20

Ne 2080 1,7 -248,6 1,60

Ar 1521 6,5 -189,0 1,91

Kr 1351 9,1 -157,2 2,00

Xe 1170 12,7 -108,1 2,20

Rn 1037 18,1 -71 -




• Todos os elementos do grupos são gasosos, incolores e inodoros.

• As entalpias de vaporização são baixas porque as únicas forças entre os átomos são as forças de dispersão de London.(FDL)

• Como as FDL são muito fracas isto justifica as baixas entalpias de vaporização




• A entalpia de vaporização aumenta no grupo de cima para baixo, à medida que aumenta a polarizabilidade dos átomos.

• Devido às fraquíssimas forças interatômicas, os pontos de fusão e ebulição também são muito baixos.

O PE do He é o menor da tabela periódica (-272ºC)




• Os raios atômicos desses elementos são todos muito pequenos e aumentam quando se desce pelo grupo.

• Todos os gases nobres são capazes de se difundir através do vidro, da borracha, de materiais plásticos e de alguns metais.

• Isto dificulta o manuseio desses elementos.



Fórmula Estado de

Oxidação

Ponto de Fusão (ºC)

XeF2 +2 129

XeF4 +4 117

XeF6 +6 49,6

XeO3 +6 Decompõe, explode

XeO4 +8 -35,6

XeO2F2 +6 30,8

XeOF4xxxxxxxxxxxxxxxxxxXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXX

+6 -46

PROPRIEDADES DE ALGUNS COMPOSTOS DE XENÔNIO

XeOF4



• USOS

• O He é usado preferencialmente ao nitrogênio para diluir o oxigênio nos cilindros de ar dos mergulhadores.

• O He é empregado em balões meteorológicos e dirigíveis.

• Pequenas quantidades de Ne são utilizadas nas lâmpadas de neônio dos anúncios luminosos (coloração laranja-

avermelhada).

• O Ar é utilizado na obtenção de atmosfera inerte em processos metalúrgicos.



• USOS

• O Ar é ainda empregado em lâmpadas incandescentes e fluorescentes.

• O He é o gás nobre mais importante uma vez que o hélio líquido é usado como um líquido refrigerante.

• O He é também utilizado como gás de refrigeração em reatores e lasers.



• USOS

• O He é usado para inflar pneus de grandes aeronaves, e em balões meteorológicos e de pesquisa sub-orbital não

tripulados da NASA.

• O He líquido é um importante fluido de refrigeração, sendo usado em espectrômetros de RMN de campo alto, incluindo

aqueles empregados em imagens médicas.

• Uma mistura O2 /He substitui a mistura O2/N2 utilizada nos

cilindros para mergulhadores de águas profundas.



• Estrutura de Alguns Compostos

• Estrutura do Composto XeF2












• Estrutura do Composto [XeF8]2-

Estrutura: Antiprisma quadrática – difícil de explicar a luz da RPECV




• Estrutura do Composto [XeF5]-



• Estrutura de Alguns Compostos – Íon Perxenato

• Estrutura do Composto [XeO6]4-

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