Gases nobles

    Conjunto de elementos del grupo cero, constituido por el helio (He), el neón (Ne), el argón (Ar), el kriptón (Kr), el xenón (Xe) y el radón (Rn).

    Tienen características comunes:

    Con la excepción del helio, poseen ocho electrones en su última capa o capa de valencia, con la configuración ns2 np6, siendo n el número del periodo en que se halle el elemento.

    Son inertes químicamente, lo que significa que presentan una casi nula reactividad frente a otras sustancias. Es esta propiedad la que les confiere el carácter de nobles.

    A pesar de ser gaseosos en condiciones normales, son monoatómicos, ya que al ser inertes son incapaces de formar estructuras entre sus átomos. Sólo el xenón y el kriptón forman compuestos con el flúor, que es el más electronegativo de todos los elementos, y con el oxígeno.

    La inercia química de estos elementos es atribuida a su característica común de poseer ocho electrones en la capa de valencia, y es el fundamento de la conocida como regla del octeto, la cual explica y condiciona el comportamiento del resto de los elementos a la hora de formar enlaces.

    Se hallan en pequeñas y variables cantidades en la atmósfera, con la excepción del helio y del radón. Estos dos últimos se originan en procesos radiactivos naturales: el helio, que por ser muy ligero, sólo se encuentra en las regiones altas de la atmósfera, se halla en forma de partículas alfa; por su parte el radón, que es radiactivo, aparece como miembro de algunas series radiactivas.

    En 1868, Pierre Janssen y Norman Lockyer, estudiando la cromatografía solar por medios espectroscópicos, llegaron a la conclusión de que, junto al hidrógeno, se encontraba una nuevo elemento, al que dieron el nombre de helio, en honor de Helios, dios griego del Sol.

    Años después, Georges Gamow, apoyándose en la teoría del Big-Bang, sostuvo que en los principios del Universo los únicos elementos existentes debieron ser, precisamente, hidrógeno y helio y que el resto de los cuerpos simples habían nacido de procesos nucleares en los que estaban implicados esos dos gases.

    La existencia del helio preocupó de forma inmediata a Dmitri Mendeleiev, quien no encontraba una ubicación para el elemento dentro de su Tabla Periódica, so pena de romper la regularidad en las propiedades de los elementos. No obstante la bondad del Sistema Periódico salió reforzada de la prueba, al descubrirse otros gases nobles y formar con ellos el grupo cero de la Tabla. En 1895, William Ramsey encontró helio en la Tierra.

    Ese mismo año, este científico anunció el descubrimiento de un nuevo elemento gaseoso, muy inerte, al que llamó argón. Tres años después, para solucionar el encaje del helio y del argón, John Rayleigh propuso la creación del grupo cero antes mencionado. Dicha denominación proviene de que es el cero el valor de la valencia de los elementos allí situados.

    El año 1898 fue pródigo en la detección de gases nobles, ya que en él se descubrieron, gracias a los trabajos del propio Ramsay y de M.W. Travers, el neón, el kriptón y el xenón.

    En 1900, el alemán Friedrich Enst Dorn descubrió un nuevo gas inerte al que dio el nombre de radón, por haberlo detectado como producto de la desintegración del isótopo del radio de masa 226, 226Ra. Diez años después, Ramsay y Whytlaw-Gray consiguieron aislarlo.

    Las principales aplicaciones de estos gases a la Ciencia y a la Tecnología son:

    Aplicaciones del helio. Sustituyó al hidrógeno en el llenado de globos aerostáticos, ya que presenta frente a éste las ventajas de su incombustibilidad. Se ha especulado con la posibilidad de emplearlo en reactores nucleares como fluido portador del calor, gracias a que se mantiene inerte y que, por tanto, no es radiactivo. También es usado en la tecnología aerospacial para regular la alimentación del combustible a los cohetes.

    Forma parte de las atmósferas que respiran buceadores y ciertos enfermos de vías respiratorias, ya que su presencia minimiza el riesgo de aparición de embolias gaseosas y, asimismo, para tratar patologías vasculares.

    Aplicaciones del argón. Por su inercia ante el oxígeno, es adecuado como protector contra la oxidación, sobre todo en procesos de soldadura. También se emplea para rellenar bombillas y tubos fluorescentes, evitándose así implosiones, y en la elaboración de monocristales de silicio y germanio, aptos para la fabricación de diodos.

    Un isótopo suyo, el 39Ar, se emplea para la datación de masas de hielo. También debe mencionarse el láser de argón, usado para combatir retinopatías.

    Aplicaciones del neón. La más conocida es su empleo en tubos luminosos publicitarios, donde, mezclado con otros gases, puede ofrecer diversas coloraciones. Existe también un láser de neón. Este gas puede emplearse como producto criogénico (productor de frío).

    Aplicaciones del kriptón. Solo o unido a otras sustancias gaseosas es usado en lámparas fluorescentes y en iluminaciones antiniebla. Su láser ha sido empleado por los oculistas para ciertas intervenciones quirúrgicas.

    Aplicaciones del xenón. Se utiliza para equipos emisores de luz, como elemento auxiliar en el láser de rubí y como anestésico. Unos compuestos suyos, los perxenatos, son potentes agentes oxidantes.

    Aplicaciones del radón. Por presentar únicamente isótopos radiactivos, es muy interesante para ser aplicado en Geología. El hecho de hallarse en la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera, masas a las que llega tras haberse producido a partir del radio por procesos nucleares naturales, hace que sea testigo de la evolución de la Tierra.

    Por este motivo, es empleado en la predicción de terremotos, ya que se ha observado un aumento de su concentración en aguas subterráneas, precursoras de movimientos sísmicos. Del mismo modo, el incremento de sus niveles es también un signo de actividad volcánica. Otros campos de aplicación están en la prospección de yacimientos de uranio, en el estudio de la energía geotérmica y en el análisis de estructuras kársticas, en las que fluyen aguas que llevan disuelto este gas noble, y en el análisis atmosférico.