I gas nobili e la scoperta dei loro composti
I gas nobili, come l’elio, il neon, l’argon, il kripton, lo xeno e il radon, sono noti per avere l’ottetto completo, rendendoli resistenti all’azione di sostanze chimiche. Questa caratteristica ha portato a lungo alla convinzione che non potessero formare composti.
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Scoperta dei gas nobili
Nel 1775, Henry Cavendish scoprì la presenza di gas diversi da quelli attesi nell’analisi dell’aria. Solo nel 1894, Lord Rayleigh e Sir William Ramsay identificarono l’argon come parte significativa dell’aria. Successivamente, a partire dal 1901, i gas nobili furono isolati attraverso la distillazione frazionata.
Composti dei gas nobili
La resistenza dei gas nobili alle reazioni chimiche è attribuita alla saturazione degli elettroni nell’orbitale esterno: da qui l’assenza di composti di metalli nobili in natura.
Superamento dell’inerzia chimica
Negli anni successivi, alcuni chimici come Walter Kossel e Linus Pauling iniziarono a mettere in discussione l’inerzia chimica dei gas nobili. Si ipotizzò che lo xeno, il più pesante del gruppo, potesse formare composti a causa di una minore attrazione degli elettroni esterni verso il nucleo.
Il primo composto di gas nobili
Nel 1962, il chimico Neil Bertlett sintetizzò il primo composto di gas nobili, l’esafluoroplatinato di xeno, rappresentato da XePtF6. Questo ha aperto la strada allo studio della chimica dei gas nobili per la sintesi di nuovi composti altamente reattivi.
Sintesi di composti di xeno
Sono stati sintetizzati vari composti di xeno, come il difluoruro di xeno, il tetrafluoruro e l’esafluoruro di xeno. Ad esempio, il difluoruro di xeno si ottiene dalla reazione tra xeno e fluoro, producendo XeF2 con xeno che mostra un numero di ossidazione di +2 e un ottetto espanso.
Attraverso la scoperta e la sintesi di composti di gas nobili, si è aperta una nuova frontiera nella chimica, portando a una maggiore comprensione e sfruttamento di questi elementi prima ritenuti inattivi chimicamente.
Utilizzi e proprietà degli alogenuri di xeno
Difluoruro di xeno
Il difluoruro di xeno è stato impiegato per la sintesi del 5-fluorouracile, un composto con proprietà antitumorali. Questo alogenuro di xeno, che ha anche proprietà ossidanti, subisce una decomposizione in acqua, producendo xeno, acido fluoridrico e ossigeno.
Tetrafluoruro di xeno
Il tetrafluoruro di xeno, scoperto nel 1963, viene ottenuto dalla reazione tra xeno e fluoro. Questo composto ha diverse applicazioni, tra cui l’incisione del silicio nei dispositivi microelettromeccanici.
Esafluoruro di xeno
L’esafluoruro di xeno si ottiene a partire dal difluoruro di xeno con l’ausilio di NiF2 come catalizzatore o direttamente dagli elementi. Questa molecola, con xeno che assume uno stato di ossidazione +6, è caratterizzata da una maggiore capacità ossidante e fluorurante rispetto agli altri composti di xeno.
Gli alogenuri di xeno sono sostanze altamente reattive che reagiscono con l’acqua per formare ossidi di gas nobili. Ad esempio, l’esafluoruro di xeno reagisce con l’acqua generando xeno ossido e acido fluoridrico. Il tetracloruro di xeno, invece, reagisce rapidamente con l’acqua in una reazione di disproporzione.
Il difluoruro di xeno, invece, ha una reattività più lenta con l’acqua, ma produce xeno e ossigeno come prodotti.
Va notato che i composti del radon, come il difluoruro di radon, sono poco studiati a causa della radioattività di questo gas nobile. L’isotopo più stabile del radon ha un tempo di dimezzamento molto breve, limitando l’uso pratico di questi composti.
