Que sont les gaz nobles et à quoi servent-ils ?

Que sont les gaz nobles ? Informations cruciales

Que sont les gaz nobles ? Ils sont connus sous le nom de gaz du groupe de l’hélium (du nom de l’élément hélium), c’est-à-dire des substances volatiles de faible poids moléculaire. Si vous jetez un coup d’œil aux modèles atomiques de gaz nobles, vous remarquerez tout de suite qu’ils ont une structure très simple à un seul atome et ne forment pas de gros amas ou molécules. Les gaz nobles se distinguent tout d’abord par une légèreté et une réactivité proche de zéro. Ces éléments sont présents à l’état élémentaire dans l’univers. D’autre part, des quantités relativement faibles d’entre eux sont présentes sur Terre; ils sont principalement produits dans des conditions de laboratoire et dans des usines de production dédiées. Comment obtenir un gaz rare ? À cette fin, les techniciens de laboratoire utilisent la méthode de distillation de l’air liquéfié. Quels gaz nobles ont été découverts au cours des 200 dernières années ? Ceci est une courte liste. Recherchez «tableau périodique» dans un moteur de recherche Web et consultez la dernière – 18e – colonne. Le groupe est composé de 6 éléments :

• l’hélium (He),
• néon (Ne),
• l’argon (Ar),
• krypton (Kr),
• xénon (Xe) et
• le radon (Rn).

Les éléments précités peuvent faire partie de divers composés chimiques, oxydes et oxyacides.

Les propriétés physiques et chimiques des gaz nobles

Que devez-vous savoir sur les propriétés physiques et chimiques des gaz nobles ? Sans aucun doute, les substances appartiennent aux éléments les plus appréciés et les plus intrigants connus des gens. Comme leur nom l’indique, les gaz rares ont un état physique volatil et sont plus légers que l’air. Quelles caractéristiques les gaz du groupe de l’hélium ont-ils en commun ? Les éléments sont :

• inodore et incolore,
• poids léger,
• extrêmement difficile à liquéfier (le point de condensation de l’hélium est de -268,93°C !) et
• ils fondent et bouillent à basse température.

Les gaz nobles se dissolvent-ils dans l’eau ? Ces éléments sont peu solubles en milieu aqueux. Un problème notable est la réactivité des gaz du groupe de l’hélium. Les gaz nobles sont-ils chimiquement actifs ou inactifs ? Fait intéressant, ils ne participent pas aux réactions chimiques avec d’autres éléments (ils sont donc chimiquement neutres). Plus un gaz est lourd, plus sa capacité à réagir avec d’autres molécules est élevée. Pourquoi les gaz nobles ne sont-ils pas très actifs chimiquement ? Cela est dû au fait que leur couche de valence contient un ensemble complet d’électrons appariés, ce qui rend automatiquement impossible la formation de nouvelles paires. La présence de couches d’électrons complètes explique également pourquoi les gaz nobles n’ont pas d’électronégativité. Ils sont stables et n’attirent pas les électrons externes.

Les gaz nobles et leur configuration électronique

La configuration électronique est l’enregistrement de la structure atomique de différents éléments et de la disposition des électrons sur leurs coquilles. Quelle est la structure des gaz du groupe de l’hélium ? Ils ont un diagramme extrêmement simplifié de la configuration électronique – le plus simple est pour l’hélium : 1s2 (la lettre s représente une sous-couche atomique). Le xénon (4d10 5s2 5p6) ou l’argon (1s22s22p63s23p6) et les autres gaz nobles ont une structure plus complexe avec plusieurs couches et un nombre variable d’électrons.

La densité des gaz nobles

En ce qui concerne les propriétés des gaz, on ne peut négliger leur densité. L’hélium est un gaz rare dont la densité est la plus faible, soit 0,1785 kg/m³, ce qui le rend environ 7 fois plus léger que l’air ! A titre de comparaison : la masse volumique de l’argon est de 1,635 kg/m³, du néon : 0,824 kg/m³, du krypton : 3,430 kg/m³, du xénon : 5,396 kg/m³ et du radon : 9,078 kg/m³. Les différences de densité spécifiées sont assez élevées, contribuant à une grande variété d’applications de gaz nobles.

Couleurs des gaz nobles – comment les gaz nobles brillent-ils ?

Sur Internet, vous pouvez fréquemment rencontrer des questions telles que : Dans quelles couleurs brillent les gaz nobles ? Ce que vous devez savoir cependant, c’est que les gaz nobles n’émettent aucune couleur par eux-mêmes. Ils sont incolores, n’est-ce pas ? L’ombre d’un gaz apparaît en raison d’impulsions électriques. Par la suite, l’hélium produit une lumière jaune vif, le néon est orange et l’argon est bleu. Lorsqu’il est exposé à l’électricité, le krypton devient vert, tandis que le xénon devient bleu, blanc ou violet.

Les gaz nobles sont-ils inflammables et conduisent-ils le courant électrique ?

L’une des principales propriétés chimiques des gaz nobles est leur ininflammabilité et leur manque de conductivité de l’énergie électrique. Les substances volatiles sont donc totalement sûres même dans ces installations qui présentent un risque élevé d’inflammation et/ou d’incendie. Ce sont de grands conducteurs d’énergie thermique; ils brillent mais ne brûlent pas ; par conséquent, ils sont utilisés à diverses fins dans notre vie quotidienne.

L’utilisation de gaz nobles : argon, hélium et néon

Les éléments de l’hélium, de l’argon et du néon fascinent les scientifiques et les investisseurs depuis le 19ème siècle. L’humanité est constamment à la recherche d’applications possibles des gaz nobles que nous n’avons commencé à utiliser à grande échelle qu’au XXe siècle. Vous rencontrez les éléments He, Ar et Ne tous les jours. Ils sont contenus dans de nombreux articles différents que vous utilisez – voici une brève analyse de l’utilisation des gaz nobles :

Hélium

Vous l’associez probablement aux ballons pour enfants flottant dans les airs lors des fêtes paroissiales ou champêtres – vous avez certainement raison de le faire, car l’hélium est vendu comme gaz pour remplir les ballons. Cela fait voler les ballons colorés si haut. L’élément est également utilisé :

• dans la production de mélanges respiratoires pour les plongeurs professionnels,
• dans la production de gaz naturel,
• dans les systèmes de refroidissement,
• dans les procédés de soudage et
• pour fournir un ascenseur pour les zeppelins et les dirigeables de passagers.

En tant que gaz le plus léger, l’hélium est également utilisé dans les laboratoires comme support pour diverses substances. L’élément est également utilisé dans l’industrie pour diagnostiquer les fuites dans les installations, réservoirs, etc.

Néon

Quand vous pouvez entendre : « néon », vous pouvez voir dans votre esprit une enseigne de magasin lumineuse ou des panneaux publicitaires lumineux dans la ville. Pas étonnant, le néon n’est pas seulement le nom d’un élément, c’est aussi un tube à incandescence électrique (publicitaire ou ornemental), composé de tubes colorés, connu depuis le début du XXe siècle. Que devez-vous savoir sur les applications du néon ? Il est aujourd’hui principalement utilisé pour produire :

• éclairage (lampes, ampoules),
• photodiodes,
• lasers et
• composants pour téléviseurs.

Argon

Le gaz argon a été découvert vers la fin du 19ème siècle. À l’heure actuelle, il est utilisé, par exemple, dans la production d’ampoules électriques, de fenêtres écoénergétiques et de semi-conducteurs. Avec l’argon, il est possible de générer une atmosphère protectrice dans différents procédés technologiques tels que l’emballage ou le soudage. Il est également précieux dans les laboratoires et la chromatographie ; il est utile dans les processus de séparation de diverses substances.

Gaz rares – l’utilisation du xénon, du krypton et du radon

Les éléments suivants du groupe de l’hélium sont : le xénon, le krypton et le radon. Où sont utilisés ces gaz nobles ? L’utilisation des éléments Xe, Kr et Rn dans l’industrie et la médecine est vraiment impressionnante. Voici un bref aperçu des applications de ces gaz :

• Le xénon est utilisé dans la production de lampes au xénon automobiles, de flashs photographiques, de stroboscopes ; en médecine comme anesthésique et comme adjuvant pour surmonter les effets de l’hypothermie.
• Le krypton est principalement utilisé pour remplir les ampoules à usage intensif et est utile dans la production de tubes incandescents et d’unités de verre (où il agit comme isolant).
• Radon : ce gaz rare est surtout utilisé en radiothérapie (traitement du cancer).

Les scientifiques et les hommes d’affaires ne cessent de découvrir de nouvelles propriétés et applications des gaz nobles. Des recherches sont menées sur les gaz du groupe de l’hélium, qui s’avèrent inestimables pour la médecine et l’aviation, l’industrie automobile et même pour le transport interplanétaire ! Les gaz légers et non réactifs ont un énorme potentiel et sont sans aucun doute l’une des matières premières les plus prometteuses de l’avenir.

Gaz nobles : faits amusants, faits et mythes

À l’ère du développement scientifique, nous, en tant qu’humanité, aimerions tout savoir sur les gaz nobles, afin de pouvoir exploiter pleinement leurs propriétés. Les gaz du groupe de l’hélium que l’on connaît depuis seulement une centaine d’années restent parmi les éléments les plus mystérieux. Quels faits amusants sont liés aux gaz nobles ? Quels faits et mythes devez-vous connaître sur les gaz du groupe de l’hélium ? Consultez les éléments suivants :

Le radon est cancérigène.

Dans le groupe de l’hélium, le radon est le gaz le plus lourd et il est radioactif. Il est naturellement présent dans les minéraux, le sol, l’eau et les roches d’où il pénètre dans l’atmosphère. L’élément est facilement inhalé dans les poumons humains, car ses petites quantités sont présentes dans presque tous les bâtiments. Selon les informations disponibles sur le site Internet de l’Inspection sanitaire d’État polonaise, la concentration admissible de radon à l’intérieur est de 300 Bq/m3/an. Alors, où la probabilité d’avoir un cancer du poumon augmente-t-elle ? Il se développe dans des bâtiments mal ventilés, dont la plomberie fuit ou qui sont situés dans des zones géologiquement instables ou à proximité de roches contenant de l’uranium.

Oganesson est également classé dans le groupe de l’hélium.

Oganesson (Og) est l’un des éléments les plus récents ; il a été découvert il y a 20 ans. Que savons-nous à ce sujet? La substance a été obtenue par synthèse et a un numéro atomique de 118. Officiellement, l’élément n’a été inclus dans le tableau périodique qu’en 2016, mais il n’est pas encore entièrement connu et étudié. La communauté scientifique le classe provisoirement comme gaz rare et élément transuranien, c’est-à-dire un élément radioactif dont le numéro atomique dépasse 92.

Hélium – le gaz qui change la voix humaine

Comment se fait-il que plusieurs gorgées d’hélium modifient votre voix au-delà de toute reconnaissance ? L’hélium fait que les sons sortent plus rapidement des cordes vocales. Lorsque vous pompez ce gaz noble dans vos poumons, vous commencez à parler d’une petite voix qui rappelle celle d’un bébé ou de personnages de dessins animés. Évidemment, nous devons nous rappeler que l’hélium peut être inoffensif, mais si vous l’inhalez trop longtemps dans vos poumons, vous risquez de souffrir d’hypoxie.