Diferencia entre revisiones de «Gases nobles»
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Los '''gases nobles''' o '''gases inertes''' son un grupo de [[elemento químico|elementos químicos]] con propiedades muy similares: bajo condiciones normales, son gases [[monoatómico]]s inodoros, incoloros y presentan una [[reactividad química]] muy baja. Se sitúan en el grupo 18 (8A) de la [[tabla periódica]] (anteriormente llamado grupo 0). Los seis gases nobles que se encuentran en la naturaleza son [[helio|helio (He)]], [[neón|neón (Ne)]], [[argón|argón (Ar)]], [[Kriptón|Kriptón (Kr)]], [[xenón|xenón (Xe)]] y el radioactivo [[radón|radón (Rn)]]. Hasta ahora tres átomos del siguiente miembro del grupo, el [[ununoctio|ununoctio (Uuo)]], han sido [[elemento sintético|sintetizados]] en un [[supercolisionador]], pero se conoce muy poco de sus propiedades debido a la pequeña cantidad producida y su corta [[vida media]].
Las propiedades de los gases nobles pueden ser explicadas por las teorías modernas de la [[átomo|estructura atómica]]: a su [[coraza electrónica]] de [[electrones valentes]] se la considera ''completa'', dándoles poca tendencia a participar en reacciones químicas y solo unos pocos [[compuesto de gases nobles|compuestos de gases nobles]] han sido preparados hasta [[2008]]. El [[punto de fusión]] y el de [[punto de ebullición|ebullición]] de cada gas noble están muy próximos, difiriendo en menos de 10 °C; consecuentemente, sólo son líquidos en un rango muy pequeño de temperatura. El xenón reacciona espontáneamente con el [[flúor]] y a partir de los compuestos resultantes se han alcanzado otros. También se han aislado algunos compuestos con kriptón.
Neón, argón, kriptón y xenón son obtenidos del aire usando los métodos de [[licuefacción (gases)|licuefacción]] y [[destilación fraccionada]]. El helio es típicamente separado del [[gas natural]] y el radón es normalmente aislado a partir del [[decaimiento radioactivo]] de compuestos disueltos de [[radio (elemento)|radio]]. Los gases nobles tienen muchas aplicaciones importantes en industrias como iluminación, soldadura y [[exploración espacial]]. La combinación helio-oxígeno es usada para respirar en inmersiones de profundidad por debajo de los 55 metros para evitar que los submarinistas sufran el efecto narcótico del nitrógeno, el cual se hace presente a partir de dicha profundidad. Después de verse los riesgos causados por la inflamabilidad del [[hidrógeno]], este fue reemplazado por helio en los [[dirigible]]s y [[globo aerostático|globos aerostáticos]]
Como curiosidad indicar que la discusión científica sobre la posibilidad de licuar estos gases dio lugar al descubrimiento de la [[superconductividad]] por el físico holandés [[Heike Kamerlingh Onnes]].
{{destacado|en}}
== Historia ==
''Gas Noble'' es una traducción del nombre [[Idioma aleman|Alemán]] {{lang|de|''Edelgas''}}, usado por primera vez en 1898 por [[Hugo Erdmann]]<ref>{{cita publicación|revista=[[Science (journal)|Science]]|fecha=1901-02-15|volumen=13|páginas=268–270|apellido=Renouf|nombre=Edward|título=Noble gases|doi=10.1126/science.13.320.268}}</ref> para indicar su extremado nivel de reactividad . El nombre hace una analogía con el término "metales nobles", como el [[oro]], el cual fuera asociado con riqueza y nobleza, y también tiene una baja reactividad. Los gases nobles han sido referidos también como ''[[gas inerte|Gases Inertes]]'', pero esta etiqueta ha sido desaprobada a medida que los gases nobles son ahora conocidos.<ref>{{harvnb|Ozima|2002|p=30}}</ref> ''Gases Raros'' es otro término que fue usado,<ref>{{harvnb|Ozima|2002|p=4}}</ref> pero este también es incorrecto porque el [[argón]] es una parte bastante considerable (0.94% por volumen, 1.3% por masa) de la [[atmósfera terrestre]].<ref>{{cite encyclopedia|encyclopedia=[[Encyclopædia Britannica]]|year=2008|title=argon|url=http://www.britannica.com/eb/article-9009382/argon}}</ref>
[[Archivo:Helium spectrum.jpg|thumb|left|300px|El Helio fue detectado por primera vez en el Sol debido a sus características [[líneas espectrales]]]]
[[Pierre Janssen]] y [[Joseph Norman Lockyer]] fueron los primeros en descubrir un gas noble el 18 de agosto de 1868 cuando examinaban la [[cromosfera]] del [[Sol]], y lo llamaron [[helio]] a partir de la palabra griega para el Sol, {{lang|el|ήλιος}} (''{{lang|el-Latn|ílios}}'' o ''{{lang|el-Latn|helios}}'').<ref>''Oxford English Dictionary'' (1989), s.v. "helium". Retrieved December 16, 2006, from Oxford English Dictionary Online. Also, from quotation there: Thomson, W. (1872). ''Rep. Brit. Assoc.'' xcix: "Frankland and Lockyer find the yellow prominences to give a very decided bright line not far from D, but hitherto not identified with any terrestrial flame. It seems to indicate a new substance, which they propose to call Helium."</ref> Antes de ellos , en 1784, el químico y físico Inglés [[Henry Cavendish]] había descubierto que el aire contenía una pequeña proporción de una sustancia menos reactiva que el [[nitrógeno]].<ref name="ozima 1">[[#CITEREFOzima2002|Ozima 2002]], p. 1</ref> Un siglo más tarde, en [[1895]], [[John Strutt, 3rd Baron Rayleigh|Lord Rayleigh]] descubrió que las muestras de nitrógeno del aire son de diferente [[densidad]] del nitrógeno como consecuencia de [[reacciones químicas]]. En conjunto con [[William Ramsay]], científico de [[University College de Londres]], Lord Rayleigh postuló que el nitrógeno extraído del aire se encontraba mezclado con otro gas y ejecutó un experimento que consiguió aislar exitosamente un nuevo elemento: argón, derivado del griego argós, "inactivo"<ref name = "ozima 1"/>{{harvnb|Ozima|2002|p=1}}</ref>. A partir de este descubrimiento, notaron que faltaba una clase completa de [[gas]]es en la tabla periódica. Durante su búsqueda de argón, Ramsay también consiguió aislar helio, por primera vez, al calentar [[cleveita]], un mineral. En 1902, después de aceptar la evidencia de la existencia de los elementos helio y argón, [[Dmitri Mendeléyev]] incluyó estos gases nobles como Grupo 0 en su clasificación de elementos, que posteriormente se convertiría en la tabla periódica.<ref>{{harvnb|Mendeleev|1903|p=497}}</ref>
Ramsay continuó con la búsqueda de estos gases usando el método de la [[destilación fraccionada]] para separar [[aire líquido]] en varios componentes. En 1898, descubrió el [[kriptón]], el [[neón]] y el [[xenón]], llamados así a partir del griego {{lang|el|κρυπτός}} (''{{lang|el-Latn|kryptós}}'', "oculto"), {{lang|el|νέος}} (''{{lang|el-Latn|néos}}'', "nuevo"), y {{lang|el|ξένος}} (''{{lang|el-Latn|xénos}}'', "extraño"), respectivamente. Por su parte, el [[radón]] fue identificado por primera vez en 1898 por [[Friedrich Ernst Dorn]],<ref>{{cita publicación|título=Discovery of Radon|apellido=Partington|nombre=J. R.|revista=[[Nature (journal)|Nature]]|volumen=179|número=4566|páginas=912|mes=May | año=1957|doi=10.1038/179912a0}}</ref> y se le llamó ''emanación de [[radio]]'', pero no fue considerado como un gas noble hasta 1904, cuando se encontró que sus características eran similares a las de los otros gases nobles.<ref name="brit">{{cite encyclopedia|encyclopedia=[[Encyclopædia Britannica]]|year=2008|title=Noble Gas|url=http://www.britannica.com/eb/article-9110613/noble-gas}}</ref> Ese mismo año, Rayleigh y Ramsay recibieron los premios Nobel de Física y Química, respectivamente, por el descubrimiento de los gases nobles.<ref>{{Cita web |título=The Nobel Prize in Physics 1904 Presentation Speech |autor=Cederblom, J. E. |año=1904 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1904/press.html}}</ref><ref name=nobelchem>{{Cita web |título=The Nobel Prize in Chemistry 1904 Presentation Speech |autor=Cederblom, J. E. |año=1904 |url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1904/press.html}}</ref>
El descubrimiento de los gases nobles ayudó a la compresión de la estructura atómica. En 1895, el químico francés Heri Moissan intentó infructuosamente producir una reacción entre [[flúor]], el elemento más [[electronegativo]], y argón, uno de los gases nobles. Los científicos fueron incapaces de producir compuestos de argón hasta fines de siglo XX, pero sus intentos ayudaron a desarrollar nuevas teorías de estructura atómica. Aprendiendo a partir de estos experimentos, el físico danés [[Niels Bohr]] propuso en 1913 que los electrones en los átomos se encontraban ordenados en capas electrónicas en torno el núcleo y que en el caso de los gases nobles, exceptuando al helio, la capa exterior siempre contenía ocho electrones.<ref name="brit" /> En 1916, [[Gilbert N. Lewis]] formuló la [[regla del octeto]], la cual concluye que la configuración más estable para cualquier átomo es contar con ocho electrones en la capa exterior; esta configuración produce elementos que no reaccionan con otros, ya que no necesitan más electrones para completar su capa exterior.<ref>{{cita publicación |autor=Gillespie, R. J.; Robinson, E. A. |título=Gilbert N. Lewis and the chemical bond: the electron pair and the octet rule from 1916 to the present day |revista=J Comput Chem |volumen=28 |número=1 |páginas=87–97 |año=2007 |mes=January |pmid=17109437 |doi=10.1002/jcc.20545 |url=}}</ref>
No fue hasta 1962 cuando [[Neil Bartlett]] descubrió el primer compuesto químico de un gas noble, el [[hexafluoroplatinato de xenón]].<ref name="bartlett">{{cita publicación|título=Xenon hexafluoroplatinate {{chem|Xe<sup>+</sup>[PtF|6|]<sup>–</sup>}}|last=Bartlett|first=N.|journal=[[Proceedings of the Chemical Society]]|issue=6|pages=218|year=1962|doi=10.1039/PS9620000197}}</ref> Compuestos de otros gases nobles fueron descubiertos poco después: en 1962, el [[fluoruro de radón]]<ref>{{cita publicación|autor=Fields, Paul R.; Stein, Lawrence; Zirin, Moshe H.|título=Radon Fluoride|revista=[[Journal of the American Chemical Society]]|año=1962|volumen=84|número=21|páginas=4164–4165|doi=10.1021/ja00880a048}}</ref> y en 1963, el [[difluoruro de kriptón]] (KrF2).<ref>{{cita publicación|autor=Grosse, A. V.; Kirschenbaum, A. D.; Streng, A. G.; Streng, L. V.|título=Krypton Tetrafluoride: Preparation and Some Properties|revista=Science|año=1963|volumen=139|páginas=1047–1048|doi=10.1126/science.139.3559.1047|pmid=17812982}}</ref> El primer compuesto estable de argón se reportó en 2000 cuando se formó el [[fluorohidruro de argón]] a una temperatura de 40 K (-233.2 °C; -387.7 °F).<ref>{{cita publicación|título=A stable argon compound|revista=[[Nature (journal)|Nature]]|número=406|páginas=874–876|fecha=2000-08-24|doi=10.1038/35022551|autor= Khriachtchev, Leonid; Pettersson, Mika; Runeberg, Nino; Lundell, Jan; Räsänen, Markku|volumen=406}}</ref>
En diciembre de 1998, científicos del [[Joint Institute for Nuclear Research]] trabajando en [[Dubna]], Rusia, bombardearon [[plutonio]] (Pu) con [[calcio]] (Ca) para producir un único átomo del elemento 114,<ref>{{cita publicación|doi=10.1103/PhysRevLett.83.3154|título=Synthesis of Superheavy Nuclei in the <sup>48</sup>Ca + <sup>244</sup>Pu Reaction |editorial=[[American Physical Society]]|año=1999|autor=Oganessian, Yu. Ts.|revista=Physical Review Letters|volumen=83|páginas=3154}}</ref> el cual es llamado temporalmente [[ununquadio]] (Uuq).<ref>{{Cita web|fechaacceso=2008-06-26|url=http://www.post-gazette.com/healthscience/20030506element0506p4.asp|título=Chemical element No. 110 finally gets a name—darmstadtium |obra=[[Pittsburgh Post-Gazette]]|fecha=2003-05-06|apellido=Woods|nombre=Michael}}</ref> Experimentos químicos preliminares han indicado que este elemento puede ser el primer [[elementos transuránicos|elemento transuránico]] en mostrar propiedades anormales y parecidas a las de los gases nobles, aún cuando es miembro del grupo 14 en la tabla periódica.<ref>{{Cita web|fechaacceso=2008-05-31|url=http://lch.web.psi.ch/pdf/TexasA&M/TexasA&M.pdf|formato=PDF|título=Gas Phase Chemistry of Superheavy Elements|editorial=[[Texas A&M University]]}}</ref> En octubre de 2006, científicos del Joint Institute for Nuclear Research y [[Lawrence Livermore National Laboratory]] sintetizaron exitosamente [[ununoctio]] (Uuo), el séptimo elemento en el Grupo 18<ref name=meaning>{{cita publicación|revista=Electronic Journal of Literacy through Science|volumen=4|número=2|año=2005|título=Making Meaning in Chemistry Lessons|apellido=Wilson|nombre=Elaine}}</ref>, al bombardear [[californio]] (Cf) con calcio (Ca).<ref name="full">{{cita publicación|apellido=Oganessian|nombre=Yu. Ts.|título=Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the {{SimpleNuclide|Californium|249}} and {{SimpleNuclide|Curium|245}} + {{SimpleNuclide|Calcium|48}} fusion reactions|journal=[[Physical Review]] C|volume=74|issue=4|pages=44602|date=2006-10-09|doi=10.1103/PhysRevC.74.044602}}</ref>
== Propiedades físicas y atómicas ==
{| align="center" class="wikitable" border="1"
|- align="center" bgcolor="#EDEDED"
! Propiedad
! colspan="6" | Gas noble
|- align="center"
| Número atómico
| 2
| 10
| 18
| 36
| 54
| 86
|- align="center"
| Nombre del elemento
| [[Helio]]
| [[Neón]]
| [[Argón]]
| [[Kriptón]]
| [[Xenón]]
| [[Radón]]
|- align="center"
| Densidad (kg/m<sup>3</sup>)
| 0,1785
| 0,9002
| 1,7818
| 3,708
| 5,851
| 9,970
|- align="center"
| Radio atómico (nm)
| 0,050
| 0,070
| 0,094
| 0,109
| 0,130
| —
|- align="center"
| Punto de ebullición (°C)
| –268,83
| –245,92
| –185,81
| –151,70
| –106,60
| –62
|- align="center"
| Punto de fusión (°C)
| –272
| –248,52
| –189,6
| –157
| –111,5
| –71
|}
Los gases nobles cuentan con [[fuerzas intermoleculares]] muy débiles y, por lo tanto, tienen [[punto de fusión|puntos de fusión]] y [[punto de ebullición|ebullición]] muy bajos. Todos ellos son gases [[monoatómico]]s bajo [[condiciones normales|condiciones estándar]], incluso aquellos elementos que tienen [[masa atómica|masas atómicas]] mayores que elementos que se encuentran normalmente en estado sólido. El helio tiene varias propiedades únicas con respecto a otros elementos: tanto su punto de ebullición como el de fusión son menores que los de cualquier otra sustancia conocida; es el único elemento conocido que exhibe [[superfluidez]]; es el único elemento que no puede ser solidificado por enfriamiento bajo condiciones estándar, sino que se convierte en sólido bajo una presión de 25 [[Atmósfera (unidad)|atm]] (2500 [[Pascal (unidad)|kPa]]; 370 [[PSI (unidad de presión)|psi]]) y 0.95 K (-272.200 °C; -457.960 °F).<ref>{{Cita web |editorial=University of Alberta |título=Solid Helium |url=http://www.phys.ualberta.ca/~therman/lowtemp/projects1.htm |fechaacceso=2008-06-22}}</ref> Los gases nobles hasta el xenón tienen múltiples [[isótopo estable|isótopos estables]]. El radón no tiene isótopos estables; su isótopo de mayor duración tiene una [[periodo de semidesintegración]] de 3.8 días y decae a formar helio y [[polonio]] y este último, a su vez, decae a [[plomo]].<ref name="brit" />
[[Archivo:Potencial ionizacion.svg|right|thumb|300px|Gráfico de [[potencial de ionización]] versus [[número atómico]]. Los gases nobles tienen el mayor potencial de ionización para cada periodo.]]
El [[radio atómico]] de los gases nobles aumenta de un [[periodo de la tabla periódica|periodo]] a otro debido al incremento en el número de electrones. El tamaño del átomo se relaciona con varias propiedades. Por ejemplo, el [[potencial de ionización]] disminuye a medida que aumenta el radio ya que los [[electrón de valencia|electrones de valencia]] en los átomos más grandes se encuentran más alejados del núcleo y, por lo tanto, no se encuentran ligados tan fuertemente por el átomo. Los gases nobles tienen los mayores potenciales de ionización de cada periodo, lo cuál refleja lo estable que es su configuración electrónica y genera su falta de reactividad química.<ref name=greenwood891/> Sin embargo, algunos de los gases nobles más pesados, tiene potenciales de ionización lo suficientemente bajos para ser comparables a los de otros elementos y [[moléculas]]. Bartlett, para crear el compuesto de un gas noble, notó que el potencial de ionización del xenón era similar al de la molécula de [[oxígeno]], por lo que intentó oxidar xenón usando [[hexafluoruro de platino]], un [[oxidante|agente oxidante]] tan fuerte que es capaz de reaccionar con oxígeno.<ref name=bartlett/> Los gases nobles no pueden aceptar un electrón para formar [[ión#anión|aniones]] estables, esto es, tienen [[afinidad electrónica]] negativa.<ref>{{cita publicación |revista=Journal of Chemical Education |autor=Wheeler, John C. |año=1997 |volumen=74 |páginas=123–127 |título=Electron Affinities of the Alkaline Earth Metals and the Sign Convention for Electron Affinity}}; {{cita publicación |revista=Chemical Reviews |año=1994 |volumen=94 |páginas=2291–2318 |autor= Kalcher, Josef; Sax, Alexander F.|título=Gas Phase Stabilities of Small Anions: Theory and Experiment in Cooperation |doi=10.1021/cr00032a004}}</ref>
Las [[magnitud física|propiedades físicas]] [[nivel macroscópico|macroscópicas]] de los gases nobles están determinadas por las débiles [[fuerzas de Van der Waals]] que se dan entre átomos. Las fuerzas de atracción aumentan con el tamaño del átomo como un resultado del incremento en la [[polarizabilidad]] y el descenso del [[potencial de ionización]]. Esto lleva a tendencias grupales sistemáticas: a medida en que se baja por el Grupo 18, el radio atómico, y con él las fuerzas interatómicas, aumentan, produciendo mayores puntos de fusión y de ebullición, [[entalpía de vaporización]] y [[solubilidad]]. El aumento en [[densidad]] se debe al incremento en masa atómica.<ref name=greenwood891>{{harvnb|Greenwood|1997|p=891}}</ref>
Los gases nobles se comportan casi como [[gas ideal|gases ideales]] bajo condiciones estándares, pero sus desviaciones a la [[ley de los gases ideales]] entregan claves importantes para el estudio de las [[fuerza intermolecular|interacciones moleculares]]. El [[potencial de Lennard-Jones]], usado frecuentemente para modelar fuerzas intermoleculares, fue deducido en 1924 por John Lennard-Jones a partir de datos experimentales del argón antes de que el desarrollo de la [[mecánica cuántica]] entregara las herramientas necesarias para entender las fuerzas intermoleculares a partir de [[primeros principios]].<ref>{{cita publicación|título=John Edward Lennard-Jones. 1894-1954 |apellido=Mott|nombre=N. F.|revista=Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society|páginas=175–184|volumen=1|año=1955|doi=10.1098/rsbm.1955.0013}}</ref> El análisis teórico de estas fuerzas se volvió tratable debido a que los gases nobles son monoatómicos con átomos esféricos, lo que significa que la interacción entre átomos es independiente de la dirección, es decir, es [[isotropía|isótropa]].
== Notas ==
{{listaref}}
== Referencias ==
* {{cite book|title=The Physiology and Medicine of Diving|last= Bennett|first= Peter B.|coauthors= Elliott, David H.|publisher=SPCK Publishing|year=1998|isbn=0702024104|ref=CITEREFBennett1998}}
* {{cite book|author=Bobrow Test Preparation Services|title=CliffsAP Chemistry|publisher=[[CliffsNotes]]|date=2007-12-05|year=2007|isbn=047013500X|ref=CITEREFCliffsNotes2007}}
* {{cite book | last=Greenwood |first = N. N. |coauthors = Earnshaw, A. | title=Chemistry of the Elements |edition = 2nd edition |publisher=Oxford:Butterworth-Heinemann | year=1997 | isbn=0-7506-3365-4|ref=CITEREFGreenwood1997}}
* {{cite book | last=Harding|first=Charlie J.|coauthors=Janes, Rob | year=2002 | title=Elements of the P Block | publisher=[[Royal Society of Chemistry]] | isbn= 0854046909 |ref=CITEREFHarding2002}}
* {{cite book | last = Holloway | first = John H. | year = 1968 | title = Noble-Gas Chemistry | publisher = [[Methuen Publishing]] | location = [[Londres]]|isbn=0412211009|ref=CITEREFHolloway1968}}
* {{cite book|last=Mendeleev|first=D.|authorlink=Dmitri Mendeleev|title= Osnovy Khimii (The Principles of Chemistry)|edition=7th edition| year=1903|date=1902–1903|language=[[Russian language|Russian]]|url=http://www.archive.org/details/principlesofchem00menduoft|ref=CITEREFMendeleev1903}}
* {{cite book|first=Minoru|last=Ozima|coauthors=Podosek, Frank A.|title=Noble Gas Geochemistry|year=2002|publisher=[[Cambridge University Press]]|isbn=0521803667|url=http://books.google.com/books?id=CBM2LJDvRtgC|ref=CITEREFOzima2002}}
* {{cite book|last=Weinhold|first=F.|coauthors=Landis, C.|title=Valency and bonding|publisher=[[Cambridge University Press]]|year=2005|isbn=0521831288|ref=CITEREFWeinhold2005}}
{{Destacado|ca}}
[[Categoría:Grupo de elementos químicos]]
[[ar:غاز نبيل]]
[[ast:Gas noble]]
[[az:Təsirsiz qaz]]
[[bg:Благороден газ]]
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[[bs:Plemeniti plinovi]]
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[[da:Ædelgas]]
[[de:Edelgase]]
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[[eu:Gas noble]]
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[[hr:Plemeniti plinovi]]
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