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Elementos del Grupo 18

Descubrimiento El primer elemento del grupo 18 fue descubierto por Sir William Ramsay .l demostr que haba otro gas , presente en el aire, que produca un espectro hasta entonces desconocido cuando se le haca pasar una descarga elctrica. Lo llam argn, del vocablo griego que significa perezoso, a causa de su naturaleza no reactiva.

2Gases NoblesTodos los gases nobles fueron identificados inicialmente por su espectro de emisin nico.Se les denomino gases nobles o raros pues tienen propiedades que no se presenta en los dems gases, como su naturaleza no reactiva, a excepcin del Xenn.

Abundancia

Tendencias Grupales Todos los elementos del grupo 18 son gases mono atmicos, incoloros e inodoros a la temperatura ambiente.Los tomos de los gases nobles tienen capas de valencia completamente llenas; el helio tiene una configuracin electrnica 1s2, y cada uno de los otros gases nobles tiene una configuracin electrnica ms externa s2p6 (octeto).Tendencias Grupales Existe una tendencia uniforme en las densidades a la misma temperatura y presin. La tendencia es un simple reflejo del aumento en la masa molar.

HelioSe descubre el helio gracias al anlisis del espectro de emisin del sol. Despus se descubri que este elemento se poda si1ntetizar por medio de la desintegracin radiactiva del uranio.

Helio En 1926 se sugiri cambiar el nombre en ingles, de helium a helion, para indicar que se trata de un no metal, pero el primer nombre ya se encontraba demasiado arraigado.

pROPIEDADESEl helio II es un conductor trmico increblemente bueno, 106 mas bueno que el Helio I y mucho mejor incluso que la plata. En cuanto viscosidad cae casi hasta 0 mientras que el helio II al colocarlo en un recipiente plano trepa las paredes y se derrama sobre los bordes La mejor forma de interpretar.

Punto de fusin (C)-Punto de ebullicin (C)-259Numero de electrones 2Densidad (gL-1)0.2Masa molar (gL-1)4Abundancia en la atmosfera ( % por volumen) 0.00052Aplicaciones Puesto que es el segundo gas con densidad ms baja, se le usa para inflar globos. El dihigrogeno proporcionara mayor fuerza ascendente pero su inflamabilidad es una desventaja.

Dato curiosoEl desastre de Hindenburg, el incendio de este dirigible trasatlntico. Fue diseado para usar helio. Cuando el Partido Nacional Socialista se apodero de Alemania en los aos treinta, el gobierno de EU ordeno un embargo de los embarques de helio a Alemania, temiendo que el gas se utilizar con fines militares, es por ello se vieron obligados a utilizar el dihidrgeno

Aplicaciones Se puede aadir a los tanques de oxgeno de los buzos para que puedan respirar ms fcilmente. Se usa en las mezclas de gases para la inmersin en altamar como sustituto de nitrgeno gaseoso del aire, que es ms soluble en la sangre. La velocidad del sonido es mucho mayor en el helio, por su baja densidad, que en el aire. Esto hace que quienes respiran Helio tengan voz de ardillita.

Argn Es el tercero de los gases nobles, es incoloro, inodoro e inspido. En condiciones normales es un gas pero puede licuarse y solidificarse fcilmente Constituye el 0.934% del aire seco.

El argn no forma compuestos qumicos en el sentido normal de la palabra, forma algunos compuestos clatratos dbilmente enlazados con agua, hidroquinona y fenol. Las molculas de argn gaseoso son monoatmicas.HistoriaEn 1785 Henry Cavendish expuso una muestra de nitrgeno a descargas elctricas repetidas en presencia de oxgeno para formar xido de nitrgeno que posteriormente eliminaba. Encontr que alrededor del 1% del gas original no se poda disolver, afirmando entonces que no todo el aire era nitrgeno.En 1892 Lord Rayleigh descubri que el nitrgeno atmosfrico tena una densidad mayor que el nitrgeno puro obtenido a partir del nitro. Para 1894, Rayleigh y Sir William Ramsay demostraron que la diferencia se deba a la presencia de un segundo gas poco reactivo ms pesado que el nitrgeno, anunciando el descubrimiento del argn, lo cual fue acogido con bastante escepticismo por la comunidad cientfica.

La mayor cantidad de argn se produce en plantas de separacin de aire. El proceso consiste en licuar primero al aire y someterlo a una destilacin fraccionada. Dado que el punto de ebullicin del argn est entre el del nitrgeno y el del oxgeno, se puede obtener una mezcla rica en argn de las fracciones de las capas correspondientes a la parte superior de la columna de destilacin. La mezcla rica en argn se destila, se calienta y se quema catalticamente con hidrgeno para eliminar el oxgeno. Con una destilacin final se elimina el hidrgeno y nitrgeno, produciendo argn de elevada pureza que contiene pocas partes por milln de impurezas.

ObtencinUtilidadesSe emplea como gas de relleno en lmparas incandescentes ya que no reacciona con el material del filamento incluso a altas temperaturas y presin, de este modo prolonga la vida til de la bombilla.

En el mbito industrial y cientfico se emplea en la recreacin de atmsferas inertes (no reaccionantes) para evitar reacciones qumicas indeseadas en multitud de operaciones:Soldadura por arco y soldadura a gas.

Fabricacin de titanio y otros elementos reactivos.

Fabricacin de monocristales de silicio y germanio para componentes semiconductores.

En el buceo tcnico, se emplea el argn para el inflado de trajes secos tanto por ser inerte como por su pequea conductividad trmica, lo que proporciona el aislamiento trmico necesario para realizar largas inmersiones a cierta profundidad.

El lser de argn tiene usos mdicos en odontologa y oftalmologa. La primera intervencin con lser de argn fue realizada en 1968 por Francis L'Esperance, para tratar una retinopata.

Efectos ambientales del Argn?

No se conocen efectos ambientales negativos causados por el argn, de igual forma no se esperan consecuencias ambientales adversas. El argn se da naturalmente en el medio ambiente. El gas se disipar rpidamente en reas bien ventiladas.

NeonFue descubierto por William Ramsay y Morris W. Travers en 1898 (Londres) El nen es el quinto elemento ms abundante en el universo por masa, luego del hidrogeno, helio, oxgeno y carbono. Se encuentra en pequeas cantidades en la atmsfera y en la corteza terrestre se halla en una proporcin de 0.005 ppm.

Obtencin Tras el descubrimiento del elemento Kriptn, trabajando con aire liquido, se descubri el nen. Eliminando el oxgeno y el nitrgeno del aire, pudo observarse que quedaba un resto gaseoso muy inerte; mediante tcnicas espectroscpicas se descubrieron estos nuevos elementos, los gases nobles.El nen se encuentra usualmente en forma de gas monoatmico. La atmsfera terrestre contiene 15.8 ppm y se obtiene por licuacin y posterior destilacin fraccionada

NenInvestigaciones fsicas de alta energa. Las cmaras de centelleo, que detectan el paso de partculas nucleares, se llenan de nen.En un tubo de descarga origina una luminosidad rojo-anaranjada, color que puede modificarse con vidrios coloreados o al mezclarlo con argn o vapor de mercurio. Se utiliza para anuncios y para sealizacin.El nen lquido es un refrigerante criognico bastante econmico. Tiene una capacidad de refrigeracin, por unidad de volumen, 40 veces superior al helio lquido y ms de tres veces que el hidrgeno lquido.Utilizado en indicadores de alto voltaje, tubos de TV, ...En contadores Geiger-Mller.

Kriptn

Caractersticas principales:

Descubierto en:1898

Descubierto por:Ramsay y Travers

Obtencin: Fuentes u obtencin:Licuacin y destilacin fraccionada del aire (contiene 1 ppm).

Usos: Lmpara de flash para fotografa de alta velocidad.

El kriptn es ungas nobleinodoro e incoloro de poca reactividad caracterizado por un espectro de lneas verde y rojo-naranja muy brillantes.

Se utilizan ampliamente mezclas de kriptn-argn para llenar lmparas fluorescentes.

Se usa en medicina para ciruga de la retina del ojo.

Algn tipo de laser en la ciruga.En sistemas de iluminacin de aeropuertos, ya que el alcance de la luz roja emitida es mayor que la ordinaria incluso en condiciones climatolgicas adversas de niebla.

(Foto aeropuerto San Francisco) Es uno de los productos de la fisin nuclear de neutrones, lenta. deluranio

El kriptn slido es blanco, de estructura cristalina cbica centrada en las caras al igual que el resto de gases nobles.

Puede considerarse un gas inerte aunque se conocen compuestos formados con elflor.

Es el primero de los gases nobles en orden del perodo para el que se ha definido un valor deelectronegatividad (3)Istopos:Una mezcla de istopos estables y radiactivos de kriptn se produce en reactores nucleares a partir de uranio

Seis istopos naturales: (78-Kr (0,35%), 80-Kr (2,25%), 82-Kr (11,6%), 83-Kr (11,5%), 84-Kr (57,0%), 86-Kr (17,3%).

Veintisis istopos inestables, cuyos perodos de semidesintegracin oscilan entre 64 milisegundos (64-Kr) y 2,29x105aos (81-Kr).Al igual que elxenn, el kriptn es extremadamente voltil y escapa con facilidad de las aguas superficiales.Las fuentes de este istopo son las pruebas nucleares (bombas), losreactores nucleares.

La nica fuente comercial de kriptn estable es el aire, aunque se encuentran trazas en minerales y meteoritos.

Se estima que aproximadamente 2 x 10-8% del peso de la Tierra es kriptn. El kriptn se encuentra tambin fuera de nuestro planeta.

Efectos del Kriptn sobre la saludEst clasificado como un asfixiante. La inhalacin de ste en concentraciones excesivas puede producir mareos, nuseas, vmito, prdida de consciencia y muerte. El efecto de los gases asfixiantes simples es quitar la cantidad (presin parcial) del oxgeno en el aire que se respira. El oxgeno puede reducirse a un 75% de su porcentaje normal en el aire que respiramos. Una concentracin del 75% es fatal en cuestin de minutos donde la coordinacin muscular se ve perjudicada finalmente convulsiones, coma profundo y muerte.

Precauciones: (Consideraciones para su vertido)Cuando su vertido sea necesario, descargar el gas lentamente en un lugar exterior y bien ventilado lejano a reas de trabajo y tomas de aire de edificios.No verter ningn gas residual en cilindros de aire comprimido. Tener en cuenta que los requerimientos estatales y locales para los vertidos pueden ser ms restrictivos o diferentes a las normas federales.

Curiosidades sobre el elemento: En 1960 se decidi definir la unidad fundamental de longitud (metro) en funcin de la lnea espectral rojo-anaranjada del 86-Kr, en octubre de 1983, se defini el metro por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas como la distancia recorrida por la luz en el vaco durante el intervalo 1/299,792,458 de segundo).

El 85-Kr se ha empleado en anlisis qumico. Introduciendo el istopo en varios slidos se forman criptonatos. La actividad de los mismos es sensible a las reacciones qumicas de la superficie. As se puede estimar la concentracin de reactivos.Es muy caro, lo que limita su uso.

XenonSe encuentran trazas de xenn en minerales y meteoritos, pero la nica fuente comercial de xenn es el aire. El xenn constituye 0.086 partes por milln por volumen de aire seco. Se estima que cerca del 3 x 10-9% del peso de la Tierra es xenn.Es incoloro, inodoro e inspido

Xenon s el nico de los gases nobles no radiactivos que forma compuestos qumicos estables a la temperatura ambienteAunque el xenn muestra todos los estados de valencia par (II, IV, VI y VIII) y se han aislado compuestos estables de cada uno de estos estados, la qumica del xenn se limita a los fluoruros y oxifluoruros.

Aplicaciones El xenn se utiliza para llenar cierto tipo de lmparas de destello para fotografaLmparas para automviles Gases de propulsin para satlites.

RadonEl radn es una emanacin gaseosa producto de la desintegracin radiactiva del radio.Es muy radiactivo y se desintegra con la emisin de partculas energticas alfa.Todos sus istopos son radiactivos con vida media corta.

Radioactividad Slo un istopo, el radn 222, tiene una vida media lo bastante larga (3.8 das)

Estas partculas se adhieren al tejido pulmonar destruyendo las clulas de este y causando cncer pulmonar.

El radn que se forma debajo de las casas penetra a travs de grietas en los pisos de concreto.Proceso que se intensifica cuando la presin dentro de la casa es menor que la presin externa.

Este diferencial de presin se presenta cuando ventiladores, secadores de ropa y otros dispositivos mecnicos bombean aire hacia el exterior de la casa.

Fluoruros de Xenn Xe(g) + F2(g) XeF2 (S)Xe(g) + 2F2(g) XeF4(S)Xe(g) + 3F2(g) XeF6(S)

Los tres fluoruros de Xenn son blancos y son estables respecto a la disociacin a los elementos a temperatura ordinaria; es decir, tienen energas libres de formacin negativas a 25C.XeF2 XeF4

XeF6

Xe(g) + 2F2(g) XeF4(S)La energa libre negativa debe ser el resultado de un cambio de entalpia negativo: una reaccin EXOTRMICA

Todos los fluoruros se hidrolizan en agua 2 XeF2(s) + 2H2O(l) 2Xe(g) + O2(g) + 4HF(l) XeF6(s) + H2O(l) 2XeOF4(l) + 2HF(l) XeOF4(l) + 2H2O(i) XeO3(s) + 4HF(l) Los fluoruros son agentes fluorantes fuertes

El difluoruro de xenn puede usarse para fluorar dobles enlaces en compuestos orgnicos. Se trata de un agente fluorante muy limpio, en cuanto a que el gas xenn inerte se puede separar fcilmente del producto requerido. XeF2(s) + CH2 = CH2(g) CH2FCH2F(g) + Xe(g) Adems, se puede producir un fluoruro en el que el otro elemento est en su estado de oxidacin ms alto posible, usando fluoruros de xenn como reactivos.XeF4(S) + 2SF4(g) 2SF6(g) + Xe(g)xidos de XennEl Xenn forma dos xidos comunes:

Trixido de xennTetrxido de xenn.

Oxidos de Xenon El xenn forma dos xidos comunes, trixido de xenn y tetrxido de xenn.el oxgeno por lo regular "provoca" un nmero de oxidacin ms alto de un elemento que el flor, y sin duda esto es lo que ocurre con el xenn.trixido de xennEl trixido de xenn es un slido incoloro delicuescente muy explosivo si se encuentra arriba de los 25C. 2 XeO3 2 Xe + 3 O2El xido es un agente oxidante fuerte en extremo, aunque sus reacciones a menudo son cinticamente lentas.

Estructura A causa de su par solitario, la molcula es una pirmide trigonal, como predice la teora de RPECV

El trixido de xenn reacciona con base diluida para dar el ion hidrgeno xenato, HXeO4 - . XeO3(s) + OH- (ac) HXeO4 -(ac)

Sin embargo, este ion no es estable, y dismuta a gas xenn y ion perxenato, XeO64-

2 HXeO4 - (ac) + 2 OH- (ac) XeO64- (ac) + Xe(g) +O2(g) + 2 HP(l)

Tetrxido de xenn

El tetrxido de xenn se prepara aadiendo acido sulfrico concentrado a perxenato de bario slido:

Ba2XeO6(s) +2 H 2SO4(ac) 2 BaSO4 (s) + XeO4 (g) + 2 H2O (l)

Este oxido, en el que el xenn tambin est en el estado de oxidacin +8, es un gas explosivo. Es un slido cristalino estable a una temperatura inferior a 35.9C. Se ha demostrado que su estructura es tetradrica.

Esta geometra es la esperada por la teora de RPECV. Adems, el hecho de que el compuesto sea gaseoso a temperatura ambiente sugiere que probablemente sea una molcula no polar.