Les gaz inertes sont chimiquement non réactifs. Les gaz nobles, également appelés gaz inertes, sont des éléments du groupe 0. Il existe six types de gaz rares, l’hélium (He), le néon (Ne), l’argon (Ar), le krypton (Kr), le xénon (Xe) et le radon radioactif (Rn). Les gaz rares sont du type d’éléments appartenant au groupe 18. Dans des conditions normales de température et de pression, tous les gaz inertes existent à l’état gazeux de la matière.
Table des matières
Propriétés des gaz nobles
- Inodore
- Incolore
- Monoatomique, c’est-à-dire constitué d’un seul type d’atomes
- Faible réactivité chimique
- Ininflammable dans des conditions normales.
- Faibles densités
Inertie des gaz nobles
Les gaz nobles sont pour la plupart non réactifs en dehors d’être soumis à des conditions extrêmes particulières. Par conséquent, ils peuvent être placés dans des applications pour éviter des réactions indésirables. L’hydrogène et l’hélium sont des composés neutres qui ne forment aucune liaison chimique. Peu de réactivité est montrée par certains autres composés comme le xénon, le krypton et l’argon.
La réactivité des gaz rares suit l’ordre :
Ne < He < Ar < Kr < Xe < Rn Og
Les gaz nobles montrent une indifférence vis-à-vis du composé chimique l’oxygène, par exemple, confère une totale ininflammabilité aux gaz nobles.
Pourquoi les gaz nobles sont-ils inertes ?
Lorsque les éléments réagissent, leurs atomes complètent leur enveloppe externe en perdant, en gagnant ou en partageant des électrons. La principale raison de l’inertie des gaz rares est la configuration électronique stable de leurs atomes. Cela implique que les atomes de gaz rares sont complets par rapport à leurs couches externes, également appelées couches de valence. Ils ne montrent aucune tendance à l’échange, c’est-à-dire au gain ou à la perte d’électrons. Les gaz rares ne forment pas facilement des composés et ne participent pas aux réactions chimiques. Par conséquent, ils se présentent principalement sous la forme de gaz mono-atomiques.
En d’autres termes, ils ont complètement rempli des configurations orbitales externes grâce auxquelles ils possèdent une énergie minimale. Par conséquent, on dit que les gaz inertes possèdent une configuration électronique complète.
Applications des gaz inertes
- Utilisation d’argon dans les lampes à incandescence pour empêcher le filament de tungstène chaud de s’oxyder.
- Utilisation d’hélium comme gaz respiratoire par les plongeurs en eaux profondes pour prévenir la toxicité de l’oxygène, de l’azote et du dioxyde de carbone (hypercapnie).
- Utilisation de l’hélium comme gaz de levage dans les ballons de fête et les dirigeables.
Exemples de questions
Question 1 : Pourquoi l’argon est-il utilisé comme « gaz de protection » ?
Réponse:
L’argon est utilisé comme « gaz de protection » lors du soudage de pièces de métal ensemble. C’est parce que l’argon est de nature inerte, par conséquent, le métal chaud ne s’oxyde pas et ne gâche pas la soudure. De plus, l’air est empêché d’atteindre le métal.
Question 2 : Où l’hydrogène est-il utilisé principalement en raison de l’inertie ?
Réponse:
L’hydrogène est suffisamment inerte pour être utilisé en chromatographie, pour la séparation des composants du mélange.
Question 3 : Pourquoi les ampoules électriques sont-elles remplies de gaz inertes et scellées ?
Réponse:
Les ampoules électriques sont remplies de gaz rares comme l’argon. Les gaz inertes ne réagissent pas avec le filament de l’ampoule. Cela empêche l’évaporation du filament et maintient la pression à l’intérieur de l’ampoule. L’air n’est pas utilisé car le filament de l’ampoule réagira avec l’oxygène et brûlera à cause des températures élevées.
Question 4 : Pourquoi l’hélium a une configuration 1s2 alors que tous les autres gaz rares ont une configuration électronique générale ns2 np6 ?
Réponse:
Tous les gaz rares, à l’exception de l’hélium, ont huit électrons sur leur orbite la plus externe, ce qui fait que sa configuration électronique générale est ns2 np6. L’hélium, en comparaison, a deux électrons de valence.
Question 5 : Pourquoi le fer n’est-il pas un gaz noble ?
Réponse:
Le fer n’a pas d’électrons complets dans sa couche de valence. Par conséquent, il réagit avec les éléments pour former des composés, contrairement aux gaz rares. Il forme des composés et atteint une configuration stable.
Question 6 : Nommez quelques composés avec lesquels le xénon réagit et quels sont les composés formés.
Réponse:
Le xénon réagit avec le fluor et l’oxygène pour former respectivement des fluorures et des oxydes. Certains composés formés sont le difluorure de xénon (XeF2) et le tétroxyde de xénon (XeO4)
Question 7 : Donnez les réactions des différents types de fluorures formés avec le Xénon.
Réponse:
Xe + F2 → XeF2
Xe + 2F2 → XeF4
Xe + 3F2 → XeF6
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