Noble gas

Contexto y trasfondo

Los gases nobles son incoloros, inodoros y monoatómicos en condiciones estándar, y los seis primeros miembros —helio, neón, argón, criptón, xenón y radón— presentan una reactividad química muy baja y puntos de ebullición criogénicos. Su característica definitoria es una capa externa completa de electrones de valencia, lo que les confiere poca tendencia a participar en reacciones químicas; solo se conocen unos pocos cientos de compuestos de gases nobles. Las fuerzas intermoleculares entre sus átomos son las muy débiles fuerzas de dispersión de London, lo que da como resultado que todos sus puntos de ebullición sean criogénicos. Su inercia los hace útiles cuando las reacciones químicas no son deseadas: el argón sirve como gas de protección en soldadura y como relleno en bombillas incandescentes, el helio proporciona flotabilidad en dirigibles y globos, y el helio y el neón se utilizan como refrigerantes debido a sus bajos puntos de ebullición. Las cantidades industriales de todos los gases nobles excepto el radón se obtienen licuando y destilando fraccionadamente el aire; el helio es también un subproducto de la extracción de gas natural, mientras que el radón se aísla de la desintegración radiactiva de compuestos de radio, torio o uranio disueltos. El séptimo miembro, el oganesón, es un elemento sintético inestable con química incierta, que se predice que será un sólido en condiciones estándar y lo suficientemente reactivo como para no calificar funcionalmente como "noble". El término "gas noble" fue utilizado por primera vez en 1900 por Hugo Erdmann, estableciendo una analogía con los metales nobles. Su descubrimiento comenzó en 1868 cuando se encontró helio en el Sol, seguido del argón en 1895, y luego el criptón, el neón y el xenón en 1898; el radón fue identificado en 1898 pero no reconocido como gas noble hasta 1904.

Guía del lector

El descubrimiento de los gases nobles fue único en la historia de la química, ya que se trataba de un grupo completamente nuevo de elementos sin ningún representante previamente conocido. Su característica definitoria es una capa externa completa de electrones de valencia, lo que les confiere una tendencia muy baja a reaccionar químicamente; solo se conocen unos pocos cientos de compuestos. En condiciones estándar, los seis primeros son gases inodoros, incoloros y monoatómicos con puntos de ebullición criogénicos, unidos solo por débiles fuerzas de dispersión de London. Esta inercia los hace valiosos cuando las reacciones químicas no son deseadas: el argón sirve como gas de protección en soldadura y como relleno en bombillas incandescentes, el helio proporciona flotabilidad para dirigibles y globos, y tanto el helio como el neón se utilizan como refrigerantes. Las cantidades industriales de todos excepto el radón se obtienen del aire mediante licuefacción y destilación fraccionada; el helio es también un subproducto de la extracción de gas natural. El radón se aísla de la desintegración radiactiva de compuestos de radio, torio o uranio. El oganesón, el séptimo miembro, es un elemento sintético inestable con química incierta; solo se han sintetizado cinco átomos de vida muy corta, y se predice que será un sólido en condiciones estándar y lo suficientemente reactivo como para no calificar funcionalmente como gas noble. El descubrimiento de este grupo —comenzando con el helio en el Sol en 1868, luego el argón, el criptón, el neón, el xenón y el radón— ayudó a desarrollar la teoría de la estructura atómica, dando lugar a la regla del octeto y a la comprensión de que, para todos los gases nobles excepto el helio, la capa más externa contiene ocho electrones.

¿Sabías que?

• El argón constituye aproximadamente el 0,94% en volumen de la atmósfera terrestre debido a la desintegración del potasio-40 radiactivo.
• El helio es el único elemento que no puede solidificarse por enfriamiento a presión atmosférica; se requiere una presión de 25 atmósferas estándar a 0,95 K.