Conocimos el mar de electrones con sus aisladas islas positivas, “transitamos” por una zona muy discutida, hasta llegar a la orilla opuesta de los no metales, conocimos al solitario hidrógeno de la tabla y nos hundimos en el abismo de los apartados lantánidos y actínidos. Y luego de una larga excursión a través de zonas donde se encuentran cada uno de los personajes formadores de nuestro mundo, llegamos al destino final: “la Nobleza” que descansa plácidamente en la inercia química porque todo lo posee y es la portadora de lo más preciado, “ocho electrones en el último nivel”.

(4/9/07 – Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por María Cristina Chaler).

Los gases Nobles

Los descubrió Lord Rayleigh en 1894, cuando trataba de separar nitrógeno puro de mezclas. Observó que el nitrógeno obtenido por descomposición de sustancias que lo poseian tenía una densidad más baja (1,2505 g/l) que el nitrógeno residual obtenido del aire (1,2572 g/l), ambos medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura.

Junto con Sir William Ramsay separaron cuidadosamente este nitrógeno del aire quedando un gas que se caracterizaba por la inercia química, por ello lo bautizaron Argón, que significa perezoso. Posteriores investigaciones mostraron que el Argón se encontraba en general mezclado con otros gases inertes como el Helio, Neón, Kriptón y Xenón.

El Radón que también es uno de ellos, no es tan estable como los demás, ya que se descompone con facilidad pues su núcleo está atiborrado de protones y es radioactivo.

Los Nobles se caracterizan por ser todos gaseosos, monoatómicos y poseer inercia química, aunque en la actualidad se sabe que forzándolos forman compuestos con el Fluor, uno de los elementos más pequeños de la tabla y el más ávido de electrones (muy electronegativo). Se fuerzan porque las condiciones para que estos compuestos de fluor se den, son drásticas, en el caso del Helio se necesita bombardearlo con electrones y generar descargas eléctricas bastante intensas.

Estos compuestos de Fluor, se forman sobre todo con los gases nobles del cuarto, quinto y sexto período, que tienen una nube electrónica bastante abundante. De modo que, generando las condiciones necesarias, reaccionan con elementos electronegativos, es decir, aquellos con mucha afinidad electrónica. Este descubrimiento trajo como consecuencia que en el mundo de la química ya no se los quisiera nombrar como gases inertes y se haya pasado a denominarlos Gases Nobles.

Personalmente considero que a nivel general y en nuestra naturaleza estas sustancias siguen siendo inertes en forma espontánea, porque su tendencia es la quietud y su último nivel no necesita ni más ni menos electrones que los que poseen. Son los modelos a seguir de todo átomo que pertenezca a la tabla periódica con el objetivo de formar sustancias que se mantengan estables.

Por supuesto, si forzamos la situación de modo que alteramos su última capa, dejarán de tener la inercia que naturalmente poseen. Esto también implicaría generar una nueva teoría de la física o de la química para condiciones extremas de presión y temperatura, lo que de por si ya se está investigando. En condiciones extremas los elementos se comportan de forma diferente y aportan nuevos conocimientos a la ciencia, con los que se podrá generar un sinnúmero de avances tecnológicos en un futuro no muy lejano.

El primero de los Nobles es el Helio, que posee su único nivel completo con dos electrones y así logra la inercia química. Tuvo y tiene múltiples usos por la atmósfera inerte que genera y es el modelo a seguir por el Hidrógeno, el Litio y el Berilio, ya que el primero se encuentra en la búsqueda permanente del electrón faltante, mientras que los otros dos metales, alcalinos y alcalinotérreos respectivamente, ceden sus electrones externos para semejarse al mismo y formar parte de sustancias que se mantienen estables en la naturaleza.

El resto de los Nobles posee el último nivel con ocho electrones y son los modelos a seguir de todos los elementos de la tabla periódica. Los nobles son el grupo atractor hacia donde se dirigen todos los átomos de la naturaleza.

Los fenómenos químicos se producen porque los elementos se combinan entre sí, de modo que en estado combinado son isoeléctricos (semejanza electrónica) con los gases nobles que le anteceden, si son metales, o con los que le suceden si no lo son. Esto genera una permanente combinación y la naturaleza química de los elementos se revoluciona para lograr la estabilidad deseada, aunque sea sólo en forma transitoria y aparente. Cuando se modifican las condiciones en que una sustancia se encuentra puede llegar a descomponerse, formando otras sustancias en donde los átomos seguirán siendo isoeléctricos con los gases nobles respectivos en las nuevas condiciones.

¿Para qué se usan?

El Helio que es el elemento que se encuentra en segundo lugar en abundancia en el Universo, es el producto de la fusión de los átomos de hidrógeno de los diferentes soles. Se ha usado para llenar los globos aerostáticos porque es tan liviano como el hidrógeno pero no es inflamable ni tóxico.

En la Tierra lo podemos obtener como subproducto de la desintegración radioactiva del Torio y el Uranio, que generan partículas a (alfa) (He+2). A temperaturas extremadamente bajas se transforma en un superfluido que trepa por las paredes del recipiente que lo contiene (Helio II) y es muy buen conductor térmico.

El Neón y el Argón se utilizan en las investigaciones a bajas temperaturas y para generar luminarias de Neón y lámparas de Argón, debido a que la atmósfera que crean es inerte y así se evitan las oxidaciones rápidas u otras reacciones químicas.

El Kriptón y el Xenón son los que ponen en discusión la inercia química, porque se ha podido combinar al xenón con un poderoso reactivo, el PtF6 (hexafluoruro de platino), con el que produce una rápida reacción formando XePtF6 (hexafluor platinato de xenón), un gas de color amarillo.

Con Fluor a 400 ºC y 6 atmósferas de presión, se obtienen XeF4 (tetrafluor xenón), XeF2 (difluor xenón) o XeF6 (hexafluor xenón), así como óxidos de los mismos que responden a la formula XeOF4 y XeO2F2. Igualmente se han obtenido compuestos fluorados de Kriptón

El Radón, como ya dijimos, es radioactivo, con una vida media de 3,8 días. Se obtiene como subproducto de la degradación de Uranio 238. Sus vapores son sumamente tóxicos y en algunas zonas se desprenden del suelo provocando enfermedades y muertes por intoxicación

Un uso innovador que se les ha dado a los gases inertes en los últimos años es el de la desinsectación de piezas de museo, que corren el riesgo de alterarse con insecticidas comunes. Disolviendo el tóxico en una atmósfera inerte se preserva la pieza del ataque del excipiente y se mata a los insectos con eficacia.

Se esta investigando el uso de las mezcla de gases inertes para ser utilizados en el buceo a altas profundidades en mezclas llamadas Argox, Argonox (Argón y oxígeno), no muy recomendada para inmersiones profundas por su efecto narcótico y la alta densidad, que provoca dificultades respiratorias. Se recomienda para el inflado del traje seco, pues es buen conductor del calor y para la descompresión a 9 o 15m de profundidad.

Otra mezcla que se investiga es el Xenón y Xenonox por la inercia del xenón y su baja toxicidad, que le permitiría ser usado junto con el oxigeno. Pero tiene el inconveniente de que provoca un efecto narcótico 25 veces más que el del nitrógeno, por lo que no conviene usarlo para aspirar durante el buceo, aunque podría ser utilizado para el inflado del traje seco.

Otras mezclas son el Neox (neón y oxigeno), Kriptonox (kriptón y oxígeno), Trimix (oxígeno, nitrógeno y helio), Heliair, (helio y aire), Hidreliox (mezcla de hidrógeno oxígeno y helio), y Neoquad (mezcla de Neón, oxígeno, hidrógeno y helio).

Todos estos gases se están investigando para el uso en buceo profesional a profundidades muy altas. Las mezclas más usadas hasta ahora son: el aire comprimido, el nitrox, el Eanx, el oxígeno para inmersiones de poca profundidad y el Trimix y Heliox, para inmersiones a grandes profundidades

Terminamos nuestro recorrido por la tabla periódica. La conclusión refuerza todo lo que venimos diciendo a través de las notas anteriores de esta serie. Todos y cada uno de los elementos de la naturaleza tienen una finalidad de existencia y el hombre los usa tecnológicamente para aumentar su confort y mejorar su vida.