7 éléments
Gaz nobles
Les gaz nobles forment le groupe 18. Leur couche externe complète les rend extrêmement peu réactifs : ils existent sous forme d’atomes isolés. Ils brillent de couleurs caractéristiques dans les décharges électriques et servent à l’éclairage, aux lasers et comme atmosphères protectrices.
- Membres
- 7
- À temp. ambiante
- 7 gaz
- Plage de fusion
- -272 à -71 °C
- Électronégativité
- 2.2 – 3
Tous : gaz nobles
- 2HeHélium4,0026 u · 1868
- 10NeNéon20,18 u · 1898
- 18ArArgon39,9 u · 1894
- 36KrKrypton83,8 u · 1898
- 54XeXénon131,29 u · 1898
- 86RnRadon[222] u · 1900
- 118OgOganesson[295] u · 2002
La famille que personne n’attendait
Lorsque Mendeleïev établit son tableau périodique en 1869, aucun gaz noble n’était connu. Comme ils ne réagissent pas, ils n’étaient jamais apparus dans les analyses chimiques. L’argon fut découvert en 1894, caché dans l’air ordinaire, qui en contient près de 1 %. En quatre ans, l’hélium, le néon, le krypton et le xénon suivirent, et le tableau périodique gagna une colonne entière.
Des couches pleines, aucun goût pour les liaisons
Les atomes de gaz nobles ont une couche électronique externe entièrement remplie : deux électrons pour l’hélium, huit pour les autres. Ils n’ont aucun électron à céder ni de place pour en accueillir, si bien qu’ils forment rarement des liaisons. Ils existent sous forme d’atomes isolés plutôt que de molécules, et sont tous incolores et inodores.
Le mot « inerte » s’est révélé un peu excessif. En 1962, Neil Bartlett obtint le premier composé de gaz noble, l’hexafluoroplatinate de xénon, et l’on connaît aujourd’hui de nombreux composés du xénon et du krypton. L’hélium et le néon, en revanche, n’ont jamais pu former de composé neutre stable.
Évolution le long du groupe 18
Chaque rang supplémentaire ajoute une couche électronique. Lisez les colonnes de haut en bas.
Illuminer la nuit
Faites passer un courant électrique dans un tube rempli de gaz noble : il s’illumine d’une couleur propre à chaque élément. Le néon donne le célèbre rouge orangé, l’argon un bleu violacé pâle, le krypton un lavande blanchâtre et le xénon un blanc bleuté éclatant, utilisé dans les phares de voiture et les projecteurs de cinéma. La plupart des enseignes « au néon » d’autres couleurs utilisent en réalité de l’argon associé à du mercure et à des luminophores colorés.
Des usages au-delà de la lumière
Le radon fait figure d’exception. Radioactif, il s’échappe des roches et s’infiltre dans les habitations, où il est l’une des principales causes de cancer du poumon après le tabac. De nombreux pays recommandent d’en mesurer la concentration dans les sous-sols et les rez-de-chaussée.
- Hélium : refroidissement des aimants supraconducteurs des appareils d’IRM, et gonflage des ballons et des dirigeables
- Argon : atmosphère protectrice pour le soudage et à l’intérieur des ampoules à incandescence
- Xénon : propulseurs ioniques des engins spatiaux, et anesthésique général
- Krypton : isolation des doubles vitrages et certaines lampes haute performance
Questions fréquentes
Pourquoi dit-on que les gaz nobles sont nobles ?
Le nom vient de l’idée des métaux nobles comme l’or, qui réagissent difficilement avec les substances courantes. Tel un noble se tenant à l’écart du commun, ces gaz restent distants des autres éléments.
Les gaz nobles peuvent-ils former des composés ?
Oui, les plus lourds. Le xénon forme des fluorures, des oxydes et d’autres composés, et le krypton en forme quelques-uns. L’hélium, le néon et l’argon ne forment aucun composé neutre stable dans les conditions normales.
L’hélium va-t-il manquer ?
Sur Terre, l’hélium provient de la désintégration radioactive souterraine et s’extrait du gaz naturel. Une fois libéré, il s’échappe dans l’espace : les réserves sont donc limitées, et les prix ont fortement augmenté lors des pénuries.