O que confere estabilidade aos gases nobres?

Árgon (Ar)

Elemento químico com 18 protões.

Pertence ao grupo de elementos químicos designados de “gases nobres”, “raros” ou “inertes”. Do Grego, ”argon”, significa “inativo”. Foi o primeiro elemento deste grupo a ser identificado.

Este elemento químico foi isolado do ar em 1894 pelos cientistas britânicos Lord Rayleigh e Sir William Ramsay, cerca de um século depois de Henry Cavendish ter concluído, enquanto investigava o nitrogênio atmosférico, que deveria haver algum constituinte inerte misturado, ainda que em pequena percentagem.

A sua inatividade química, bem como a dos elementos do mesmo grupo, provém do facto dos átomos deste elemento químico terem o último nível de energia completo, o que lhes confere elevada estabilidade e pouca “predisposição” para interagir com outros elementos químicos.

Substâncias

A substância elementar árgon é monoatómica. 

É uma substância gasosa à temperatura ambiente, sendo um gás incolor e inodoro. Existe na atmosfera terrestre em cerca de 1 % em volume.

Árgon no quotidiano

Utiliza-se o gás árgon como “atmosfera protetora” em inúmeros processos industriais, incluindo o fabrico de aço, a soldadura e outros processos metalúrgicos, o fabrico de peças eletrónicas e de automóveis, a conservação de alimentos e a preparação de vinho. O árgon, por ser inerte, proporciona uma atmosfera inerte para impedir a oxidação ou outras alterações químicas que seriam prejudiciais.

Isolante térmico – a substância árgon é mau condutor de calor. É utilizado na construção de janelas com vidro duplo, preenchendo o espaço entre os vidros. Verifica-se que é mais eficaz do que o ar (que na sua maior parte tem azoto e oxigénio). Também é usado em fatos de mergulho profissional, sobretudo em que sejam necessárias imersões mais longas.

Iluminação – o árgon é usado quer em lâmpadas incandescentes, quer em lâmpadas fluorescentes. Emite radiação de cor verde-azulada quando sujeito a uma descarga elétrica.

Medicina – é usado como laser para medicina oftalmológica, usado no diagnóstico e tratamento de doenças oculares.

No mundo da arte...

ARGON é uma banda da Coreia do Sul constituída por seis membros. O grupo fez a sua estreia a 11 de março de 2019, com o lançamento do seu primeiro single, Master Key

Saber+

Sugestão de leitura da BECP

Por fim, ainda os podemos designar como gases raros, se bem que um deles, o árgon (“o Ocioso”), esteja presente no ar na respeitável proporção de 1%, ou seja, é vinte ou trinta vezes mais abundante do que o anidrido carbónico, sem o qual não haveria sinais de vida neste planeta.

O pouco que sei dos meus antepassados aproxima-os deste gás. Nem todos eram materialmente inertes, porque isso não lhes era permitido: eram, pelo contrário (ou tinham de ser), suficientemente ativos para ganhar a vida e respeitar uma certa moralidade que dominava e segundo a qual “quem não trabuca, não manduca”.

Levi, P.  (2013). O Sistema periódico. (3.ª Ed). Alfragide: Teorema, pp. 11-12.

Atualizado em 13 de junho de 2011, às 9h20.

Os gases nobres, hélio, neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio, se destacam entre todos os elementos químicos por apresentarem uma estabilidade única, que os torna inertes à reação com quase todos os outros elementos.

Normalmente tais gases se apresentam como átomos isolados e não como moléculas, estabelecendo ligações atômicas apenas em condições muito especiais.

É claro que características tão particulares chamaram a atenção dos químicos, que se propuseram a entender o que estes átomos possuíam de diferente dos outros para apresentar tal comportamento.

A resposta veio da análise do modo como os elétrons se distribuíam ao longo das camadas destes átomos, conforme descrito na tabela que segue:

Distribuição Eletrônica dos Gases Nobres

Com exceção do hélio, todos os gases nobres possuem oito elétrons em sua camada de valência, aquela última na qual ocorrem as ligações moleculares ou iônicas.

Assim, um átomo que completa a última camada de sua eletrosfera com oito elétrons adquire as características de um gás nobre, ou seja, torna-se estável.

Um exemplo próximo de todos é a molécula de água.

Vejamos a distribuição eletrônica do oxigênio:

Para obedecer à regra do octeto, o oxigênio precisa para se estabilizar de mais dois elétrons na última camada.

Assim temos o porquê de nossa conhecida fórmula H2O, já que na molécula de água cada um dos átomos de hidrogênio compartilha numa ligação covalente um elétron com o átomo de oxigênio, que assim passa a somar em sua última camada os oitos que precisava para sua estabilidade, conforme figura seguinte:

Pela mesma razão, a molécula de oxigênio O2 é formada pelo compartilhamento de dois pares eletrônicos por cada átomo da ligação, conforme se vê abaixo:

Notem na figura que pela ligação molecular, os dois átomos de oxigênio compartilham quatro elétrons (dupla ligação), constituindo assim, oito elétrons em sua última camada. Já a molécula do nitrogênio, N2, cujos átomos têm número atômico 7 e distribuição eletrônica 2-5, precisa, para cumprir a regra do octeto, de mais três elétrons na última camada.

Isto é obtido através de uma tripla ligação, na qual cada átomo compartilha três elétrons com o outro membro da ligação, conforme figura abaixo:

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  Moléculas de Nitrogênio, com tripla ligação e molécula de Hidrogênio. O H2 não obedece a Regra do Octeto

Na figura, além da molécula de nitrogênio, podemos observar a molécula de hidrogênio, que, obviamente, não obedece à regra do octeto.

Isto se dá pelo fato de estarmos falando de uma regra e não de uma lei da química.

Assim, não só o hidrogênio, que encontra a estabilidade numa distribuição eletrônica semelhante à do helio, mas também outros elementos químicos não necessariamente seguem o padrão de formar ligações que complementem suas camadas finais com oito elétrons.

Isto pode ser concluído de uma simples observação da tabela periódica.

Os elementos situados nos grupos 3 a 12 da tabela, também chamados de elementos de transição, têm distribuições eletrônicas que dificultam o cumprimento da regra do octeto, pois teriam que trocar ou compartilhar um número relativamente grande de elétrons para adequarem-se àquela Regra.

A regra do octeto é cumprida de modo geral nos grupos 1 e 2 e do 13 ao 18, onde se situam os elementos químicos que podem completar os elétrons da última camada com ligações atômicas envolvendo poucos elétrons.

Veja errata.

O que determina A estabilidade dos gases nobres?

O que caracteriza os gases nobres?

O que caracteriza A estabilidade de um átomo?

Quais elementos são considerados modelos de estabilidade?