Tra i tanti elementi chimici presenti nella tavola periodica, c’è un gruppo che affascina scienziati e studenti per le sue caratteristiche uniche: i gas nobili. Questi gas sono più leggeri dell’aria e tendono a non reagire con altri elementi, rimanendo per lo più “inerti”. Conoscerete sicuramente l’elio che fa volare i palloncini e che se ispirato brevemente modifica la voce umana o il neon delle insegne luminose. Ma ci sono anche altri elementi che appartengono a questo gruppo.
In questo articolo scopriremo quali sono i gas nobili noti, le loro proprietà fisiche e chimiche e i principali impieghi nella vita quotidiana e nella tecnologia.
Quali sono i gas nobili?
I gas nobili si chiamano così perché sono sostanze volatili a basso peso molecolare e sono conosciuti come gas del gruppo dell’elio. Hanno una struttura a singolo atomo e non formano grandi ammassi o molecole. Si trovano nell’ultimo gruppo (gruppo 18) della tavola periodica e comprendono 6 elementi:
- Elio (He): numero atomico 2
- Neon (Ne): numero atomico 10
- Argon (Ar): numero atomico 18
- Kripton (Kr): numero atomico 36
- Xeno (Xe): numero atomico 54
- Radon (Rn): numero atomico 86
Questi elementi sono presenti in piccole quantità nell’atmosfera e sono principalmente prodotti in condizioni di laboratorio e in impianti di produzione dedicati.
Proprietà fisiche e chimiche dei gas nobili
Le caratteristiche principali derivano dalle loro configurazioni elettroniche: lo strato più esterno è sempre completo, e questo conferisce stabilità. Di conseguenza, non hanno tendenza a legarsi con altri atomi, sono gas inerti.
Le proprietà fisiche che hanno in comune sono:
- Incolori, inodori.
- Leggerezza.
- A temperatura ambiente si trovano in forma gassosa.
- Sono poco solubili in acqua.
- Non infiammabilità.
- Mancanza di conducibilità dell’energia elettrica.
- Ottimi conduttori di energia termica.
- Presentano bassissime reattività chimiche (sono chimicamente neutri).
- Dal punto di vista degli stati della materia, solidificano e liquefanno a temperature molto basse.
Usi dei principali gas nobili
Come vengono utilizzati questi gas monoatomici?
- Elio (He):
- Usato nei palloni aerostatici e per fornire gas ai dirigibili perché molto più sicuro dell’idrogeno.
- Fondamentale nella criogenia per raggiungere temperature bassissime.
- Utilizzato nei laboratori come vettore per varie sostanze.
- Nei processi di saldatura.
- Nella produzione di miscele respiratorie per i subacquei professionisti.
- Neon (Ne):
- Celebre per le insegne luminose e lampade grazie alla sua emissione di luce arancione.
- Usato in tubi al plasma e luci decorative.
- Laser e componenti per televisori.
- Argon (Ar):
- Impiegato come gas protettivo nella saldatura.
- Presente nelle lampadine a incandescenza per evitare l’ossidazione del filamento.
- Uno dei gas nobili noti più usati nell’industria.
- Kripton (Kr):
- Utilizzato in alcune tipologie di lampade ad alta efficienza.
- Presente in applicazioni aerospaziali.
- Xeno (Xe):
- Utilizzato in lampade allo xeno per automobili.
- Flash photography e stroboscopi.
- Impiegato in medicina come anestetico e in diagnostica.
- È il gas con cui è stato sintetizzato il primo composto nobile.
- Radon (Rn):
- È radioattivo e si forma naturalmente dalla disgregazione dell’uranio.
- È utilizzato principalmente in radioterapia.
Pur non essendo combustibili come il gas naturale, i gas nobili hanno un ruolo fondamentale in molti campi tecnologici e scientifici. Elio, neon, argon, kripton, xeno e radon: ciascuno trova applicazioni specifiche che spaziano dalla medicina all’illuminazione, dall’industria all’aerospazio. Comprenderne gli usi e le peculiarità permette di apprezzare meglio come la chimica influenzi la vita quotidiana, trasformando dei semplici gas inerti in strumenti preziosi per l’innovazione.
