Gaz nobles (groupe 18)

Pourquoi les gaz nobles sont si peu réactifs

Chaque gaz noble a une couche externe complètement remplie. L'hélium a deux électrons (1s²), qui remplissent son unique couche, et du néon au radon, on trouve huit électrons externes dans une configuration ns² np⁶, un octet stable. Avec une couche pleine, ils n'ont aucune tendance à gagner des électrons et ont des énergies d'ionisation très élevées, si bien qu'ils en perdent rarement aussi ; l'hélium a la première énergie d'ionisation la plus élevée de tous les éléments.

Propriétés et tendances le long du groupe

Les forces entre atomes de gaz nobles sont très faibles, si bien que les six sont des gaz à température ambiante. L'hélium a le point d'ébullition le plus bas de tous les éléments, 4,2 K (−269 °C), et ne peut pas être solidifié à pression normale. En descendant dans le groupe, les atomes grossissent et retiennent moins fortement leurs électrons externes : l'énergie d'ionisation diminue, tandis que le rayon atomique, la masse volumique et le point d'ébullition augmentent, le radon bouillant à environ −62 °C.

Les gaz nobles peuvent-ils réagir ?

On les appelait autrefois gaz inertes, jusqu'à ce que Neil Bartlett obtienne en 1962 le premier composé d'un gaz noble, l'hexafluoroplatinate de xénon. Le xénon se combine avec le fluor lorsque le mélange est chauffé ou exposé à la lumière, Xe + F₂ → XeF₂, et forme aussi XeF₄, XeF₆ et des oxydes. Le krypton forme le difluorure de krypton (KrF₂), mais on ne connaît aucun composé stable de l'hélium, du néon ou de l'argon dans les conditions ordinaires.

Usages des gaz nobles

L'hélium est léger et ne brûle pas ; il gonfle donc les ballons et les dirigeables, et l'hélium liquide refroidit les aimants des appareils d'IRM. Le néon brille en rouge-orangé dans les enseignes publicitaires. L'argon, qui représente environ 0,93 % de l'air, protège le métal chaud pendant le soudage et remplit les ampoules et les fenêtres à double vitrage. Le krypton et le xénon servent dans des lampes puissantes et des flashs d'appareils photo, et le xénon alimente les moteurs ioniques de certains engins spatiaux.

Le radon est radioactif. Il s'échappe des roches et des sols contenant de l'uranium et peut s'accumuler dans les caves, où il constitue la deuxième cause de cancer du poumon après le tabac.

L'oganesson, le membre inconnu

L'oganesson (118) termine la période 7 sous le radon. On n'en a produit qu'une poignée d'atomes, dont chacun dure environ une milliseconde, de sorte qu'aucune de ses propriétés n'a été mesurée. Les calculs suggèrent qu'il pourrait être solide à température ambiante et plus réactif que les autres gaz nobles.