Elementos do Grupo 18 Gases Nobres NOME DO

Elementos do Grupo 18: Gases Nobres NOME DO GRUPO Os elementos do Grupo 18 têm sido denominados “gases inertes” e “gases raros”. Ambas as denominações são inadequadas. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

Grupo 18: Gases Nobres CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA HÉLIO He 1 s 2 NEÔNIO Ne [He]2 s 2 2 p 6 ARGÔNIO Ar [Ne] 3 s 2 3 p 6 CRIPTÔNIO Kr [Ar] 3 d 10 4 s 2 4 p 6 XENÔNIO Xe [Kr] 4 d 10 5 s 2 5 p 6 RADÔNIO Rn [Xe] 4 f 14 5 d 10 6 s 2 6 p 6 OGANESSONO Og [Rn] 5 f 14 6 d 10 7 s 2 7 p 6 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

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 98 Cf 48 + 20 294 Ca → © 2005 by Pearson Education 118 1 At + 3 on Capítulo 22

GRUPO 18 : GASES NOBRES – OGANESSONO O ÚLTIMO INTEGRANTE DA FAMÍLIA • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18 : GASES NOBRES – OGANESSONO O ÚLTIMO INTEGRANTE DA FAMÍLIA 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18 : GASES NOBRES • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18 : GASES NOBRES • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18 : GASES NOBRES • ATOMICIDADE – A TOM fornece uma explicação simples do porquê de espécies diatômicas como He 2 e Ne 2 não serem conhecidas. – Todavia cátions diatômicos como [Ne 2]+ tem OL=1/2 o que significa que existe uma real ligação. – As energias de ligação no [He 2]+, [Ne 2]+ e + [Ar 2] são 126, 67 e 104 k. J/mol Capítulo 22 © 2005 by Pearson Education

GRUPO 18 : GASES NOBRES • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18 : GASES NOBRES • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

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 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • OCORRÊNCIA ABUND NCIA 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 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • 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) + F 2 (g) → Xe. F 2 (s) 1 Atm © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES QUÍMICAS • Forte poder oxidante • 2 Xe. F 2(s) + 2 H 2 O → 2 Xe(g) • Xe. F 4(s) + © 2005 by Pearson Education Pt(s) → + Xe(g) 4 HF(g) + + O 2(g) Pt. F 4(s) Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES QUÍMICAS • 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 : Xe. F 2 = sp 3 d; Xe. F 4 = sp 3 d 2 ; Xe. F 6 = sp 3 d 2 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES QUÍMICAS • 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, Cl 2, Br 2, CHCl 3, H 2 S etc. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES QUÍMICAS • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES FÍSICAS 1ª EI(k. J/mol) Entalpia de Vaporização (k. J/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 - © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES FÍSICAS • 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 © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES FÍSICAS • 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) © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • PROPRIEDADES FÍSICAS • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES PROPRIEDADES DE ALGUNS COMPOSTOS DE XENÔNIO Fórmula Estado de Oxidação Ponto de Fusão (ºC) Xe. F 2 +2 129 Xe. F 4 +4 117 Xe. F 6 +6 49, 6 Xe. O 3 +6 Decompõe, Xe. O 4 +8 -35, 6 Xe. O 2 F 2 +6 30, 8 Xe. OF 4 xxxxxxxxx. XXXXXXX © 2005 Xe. OF 4 by Pearson Education XXXXXXX +6 -46 explode Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • 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 laranjaavermelhada). • O Ar é utilizado na obtenção de atmosfera inerte em processos metalúrgicos. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • 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. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • 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 O 2 /He substitui a mistura O 2/N 2 utilizada nos cilindros para mergulhadores de águas profundas. © 2005 by Pearson Education Capítulo 22

GRUPO 18: GASES NOBRES • Estrutura de Alguns Compostos • Estrutura do Composto Xe.

GRUPO 18: GASES NOBRES • Estrutura de Alguns Compostos • Estrutura do Composto [Xe. F 8]2 - Estrutura: Antiprisma quadrática – difícil de explicar a luz da RPECV © 2005 by Pearson Education Capítulo 22