GAZ RARES ou GAZ NOBLES

Propriétés physiques

Ce sont des gaz incolores, inodores et sans saveur, très difficiles à liquéfier. Leurs principales propriétés physiques sont données dans le tableau. La conductivité thermique de l'argon, plus faible que celle de l'azote, le fait utiliser dans les lampes électriques à filament incandescent : la température étant plus élevée, la lumière est plus blanche qu'avec une atmosphère d'azote. Cette qualité est encore renforcée avec un mélange, plus coûteux, de krypton et de xénon. Les tubes dits « au néon » sont des tubes à décharge à haute tension renfermant des mélanges de gaz rares sous une très faible pression (quelques millièmes de millimètre de mercure). Ce sont alors les propriétés spectrales des gaz qui interviennent. La couleur obtenue dépend du gaz : bleu verdâtre pour l'argon associé à de la vapeur de mercure, rose pour l'hélium, rouge orangé pour le néon, bleu pâle pour le krypton, bleu vert pour le xénon ; ces teintes peuvent être modifiées en mélangeant les gaz. Enfin, les tubes dits fluorescents, de plus en plus employés pour l'éclairage, renferment une atmosphère d'argon.

Propriétés chimiques

Dès la découverte de l'argon, Ramsay et Rayleigh tentèrent sans succès de combiner cet élément. De nombreux chercheurs, refusant d'admettre la théorie de l'octet, essayèrent, par l'expérience ou le calcul, de réaliser et de prévoir des réactions avec les autres éléments.

A. von Antropoff, en 1924, fut l'un des premiers à suggérer l'existence possible de composés de gaz rares en les considérant comme ayant une valence maximale égale à huit. C'est ensuite Linus Pauling qui, en 1933, envisagea l'éventualité de former des fluorures et des sels oxygénés. Cette même année, D. Yost et A. L. Kaye furent tout près de réussir en irradiant un mélange de xénon et de chlore, mais malheureusement ils n'étendirent pas leur méthode au fluor, lequel était, à l'époque, d'une manipulation très délicate.

Finalement, excepté quelques clathrates et de nombreuses combinaisons métalliques, aucun composé vrai ne fut isolé et, en 1962, les gaz rares devaient encore être considérés comme vraiment « inertes ».

C'est alors que N. Bartlett obtint le premier composé vrai du xénon, l'hexafluoroplatinate, qui fut à l'origine de la chimie des gaz rares. Mis à part le radon, qui est radioactif, et le krypton, qui a quelques composés (KrF₂ ; KrF₄ ; KrF₂, 2 SbF₅ ; Kr₂O₄Ba ; HKrCCH), cette chimie est entièrement celle du xénon ; en effet, toutes les tentatives pour faire entrer l'hélium et le néon dans une combinaison chimique se sont soldées par un échec, et un seul composé stable de l’argon est actuellement connu, le fluorohydrate d’argon HArF, synthétisé en 2000 à basse température (environ 10 K) par une équipe de l’université d’Helsinski.

La conséquence principale de la découverte de ces composés a été une évolution et une adaptation de la théorie de la « liaison chimique ». En ce qui concerne leurs utilisations, on a eu quelques espoirs : l'existence de fluorures de xénon indiquait une technique possible pour séparer le xénon du krypton, et extraire le xénon radioactif qui prend naissance dans les piles atomiques ; par ailleurs, certains composés (XeO₃ ; XeO₄) sont doués de propriétés explosives. Mais la relative rareté du xénon et par suite le prix de revient de ses composés, alliés à la difficulté de leur[...]