Te explicamos qué son los gases nobles, cuándo se descubrieron y cómo se clasifican. Además, cuáles son sus características y propiedades.
¿Qué son los gases nobles?
Se conoce como gases nobles o gases inertes al conjunto de elementos químicos que constituyen el grupo 18 (VIIIA) de la Tabla Periódica de los elementos y que presentan una serie de características en común: la más importante su bajísimo grado de reactividad, es decir, su poca capacidad para formar compuestos y estructurar moléculas complejas. Existen apenas algunos compuestos con estos elementos.
Los gases nobles, en condiciones de temperatura y presión normales, son gases monoatómicos desprovistos de color, olor y sabor, que se hallan presentes en diversa proporción en el aire de la atmósfera y en otras situaciones de la naturaleza.
A pesar de su baja reactividad, o precisamente a consecuencia de ella, los gases nobles poseen diversas aplicaciones en las industrias humanas y son producidos masivamente.
Ver además: Gases ideales
Historia de los gases nobles
La mayoría de estos elementos químicos fueron descubiertos alrededor del siglo XIX, cuando Pierre Janssen y Joseph Norman Lockyer, examinando el sol, descubrieron al helio, cuyo nombre proviene de la palabra griega para el astro rey.
Posteriormente fueron descubiertos el kriptón, neón y argón a partir del estudio químico del aire y, hacia finales del siglo XIX, Lord Rayleigh y William Ramsay postularon la existencia de los gases nobles, lo cual los hizo merecedores del Premio Nobel de Física y Química.
Hubo que esperar hasta el siglo XX para que su producción industrial comenzara a darse a gran escala, a medida que se descubrieran más de sus particularidades y usos.
Ejemplos de gases nobles
Los gases nobles son siete:
- Helio (He). Es el segundo elemento más abundante en el universo, producido por reacciones nucleares en el corazón de las estrellas mediante la fusión del hidrógeno. Es muy popular porque altera la voz humana al ser inhalado y porque es mucho más liviano que el aire, por lo que tiende siempre a subir.
- Neón (Ne). Muy abundante en el universo, es lo que da el tono rojo a la luz de las lámparas fluorescentes. Se usa en la iluminación por tubos (de neón) y en la tecnología de la TV.
- Argón (Ar). Común en el aire de la atmósfera, es un elemento sumamente empleado como aislante en la industria y en la obtención de láseres distintos.
- Kriptón (Kr). A pesar de ser un gas noble, se sabe que reacciona con el flúor y otros pocos elementos que poseen fuerte electronegatividad. Emite luz verde y anaranjada muy brillante. Tiene seis isótopos estables y diecisiete radiactivos.
- Xenón (Xe). Es un gas muy pesado, presente en la superficie terrestre apenas en trazas. Fue el primer gas noble sintetizado.
- Radón (Rn). Surge de la desintegración de elementos radiactivos como el radio-226 o el actinio (entonces se le llama actinón), por lo que es un gas noble pero radiactivo, cuyo isótopo más estable (222Rn) tiene una vida media de 3,8 días y luego se desintegra en polonio-218.
- Oganesón (Og). Llamado también eka-radón, Ununoctio (Uuo) o elemento 118, es un elemento sintético y altamente radiactivo. Los resultados de su descubrimiento fueron publicados finalmente en el año 2006.
¿Por qué se llaman gases nobles?
Inicialmente, al ser descubiertos, a estos elementos se los llamó gases inertes o gases raros, pues se pensaba que eran pasivos químicamente y raros en el universo.
Ambas ideas resultaron falsas, por lo que se prefiere el uso de “gases nobles”, traducción del término alemán con que Hugo Erdmann los bautizó en 1898: Edelgas.
Este nombre proviene en préstamo de los “metales nobles” como el oro, cuyo comportamiento químico muestra también una tendencia hacia la poca reactividad, es decir, a no formar compuestos químicos.
¿Gases nobles o gases inertes?
Por lo general se usa el término gases inertes como sinónimo de los gases nobles, aunque se prefiere este último término.
Esto es debido a que existen otros gases que, en ciertas circunstancias, pueden comportarse de manera inerte, sin formar parte de los gases nobles: tal es el caso del nitrógeno, cuya reactividad se incrementa sólo a temperaturas altas, por ejemplo.
Configuración electrónica de los gases nobles
La razón por que los gases nobles son poco reactivos se puede explicar mediante su configuración electrónica, pues su capa más exterior o capa de valencia está siempre completa, sin necesidad de aceptar o ceder electrones.
Esto significa que, salvo algunas excepciones, los gases nobles no participan en reacciones químicas para formar compuestos químicos, ya que por sí solos son muy estables.
Reactividad de los gases nobles
Los gases nobles son poco reactivos, es decir, prácticamente no forman compuestos químicos. Esto significa que no reaccionan mucho con otras sustancias, ni siquiera reaccionan entre átomos del mismo gas, como sí ocurre con gases diatómicos como el oxígeno (O2) o el hidrógeno (H2), que forman moléculas. El helio y el neón resultan particularmente inertes y les siguen el argón, kriptón, xenón y radón.
Las excepciones a esta regla son pocas, e involucran, por lo general, a los gases nobles más pesados, como el xenón o el radón, capaces de formar compuestos con el flúor y el oxígeno, como el hexafluoruro de kriptón (KrF6) o el ácido xénico (H2XeO4).
Bajo condiciones particulares de temperatura (-60 y -90 °C respectivamente), el kriptón puede enlazarse con el nitrógeno y el oxígeno de manera estable. Ningún compuesto de neón se ha identificado en el universo hasta la fecha.
Usos de los gases nobles
Los gases nobles poseen numerosas utilizaciones para el ser humano y una de las principales es la de actuar como aislantes, ya que su baja reactividad se los permite.
Además, se suelen licuar para usarlos como refrigerantes, vitales para maquinarias delicadas como imanes superconductores utilizados en resonancias magnéticas nucleares. También se utilizan en procesos de criogenización.
Por otro lado, el helio se emplea en mezcla con otros gases como componente respirable, para astronautas y buzos, ya que reduce el efecto narcótico del “mal de profundidad”, que puede matar a un buzo si asciende de las profundidades marinas muy velozmente.
Otro uso del helio es como gas para globos inflables o dirigibles, en reemplazo del hidrógeno que es sumamente inflamable.
Un uso muy común del neón, xenón y kriptón es en la iluminación, ya que se rellena con ellos las bombillas incandescentes y producen colores específicos de luz, además de extender la duración de la lámpara.
También se usan para la producción de láseres que se emplean en cirugías o procedimientos industriales.
Propiedades físicas de los gases nobles
Los gases nobles son casi siempre gases, aunque se puedan licuar y luego solidificar, en condiciones puntuales de presión y temperatura. Dado que cuentan con fuerzas intermoleculares muy débiles, tienen bajos puntos de fusión y ebullición, todos más o menos en el mismo rango.
El helio es particular: es el elemento con el menor punto de fusión y ebullición conocido y el único elemento que presenta superfluidez. Además, el helio no puede ser solidificado a través de bajas temperaturas, sino en condiciones peculiares de presión.
Por otro lado, todos los gases nobles tienen isótopos estables excepto el radón, que es radiactivo y tras 3,8 días su isótopo más estable (radón-222) se desintegra en polonio-218.
Abundancia de los gases nobles
Los gases nobles son más abundantes en el universo a medida que disminuye su número atómico. Mientras más livianos son, como el helio, más abundantes; de hecho la cantidad de helio en el universo aumenta a medida que la fusión atómica del hidrógeno de las estrellas tiene lugar.
Neón, argón, xenón y kriptón están en el aire mismo que respiramos, de donde se pueden separar por licuefacción y destilación fraccionada; mientras que el radón, más escaso, aparece durante las secuencias de desintegración del radio y otros materiales radiactivos.
Peligrosidad de los gases nobles
Los gases nobles no son tóxicos ni peligrosos en sí mismos pero entrañan para los seres vivientes un peligro mecánico: son potenciales gases asfixiantes, ya que desplazan al oxígeno en el aire que respiramos.
Así, un individuo encerrado en una habitación en la que se inyectan gases nobles puede desmayarse y luego morir de asfixia por falta de oxígeno en el aire.
Además existen peligros intrínsecos a los gases nobles radiactivos, como radón, oganesón y algunos isótopos del kriptón, quee son altamente cancerígenos.
Puede servirte: Metales alcalinos
Referencias:
- “Gases nobles” en Wikipedia.
- “¿Qué propiedades tienen los gases nobles?” en Curiosoando.
- “Gases nobles” en Hesperian Health Guides.
- “Noble gas” en la Enciclopaedia Britannica.
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