Elementos do Grupo 18

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Universidade Federal da Grande Dourados 
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia 
Elementos do Grupo 18
Dourados, 2020.
Profa. Daiane Roman
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
GRUPO 18
Radioativo
Configuração dos elétrons de valência
He: ns2
Demais: ns2 np6
Gases nobres
São monoatômicos!
São os elementos menos reativos.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
Propriedades
✓ Alta energia de ionização.
✓ Afinidade eletrônica negativa.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
O gás nobre com propriedades químicas mais extensas é o XENÔNIO.
Os números de oxidação mais importantes do Xe são: +2, +4, +6.
São conhecidas compostos:
Xe−F
Xe−O 
Xe−N
Xe−C
Xe−metal.
Propriedades
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
Formam clatratos quando congelados com água à alta pressão.
Os átomos de gases nobres hospedam-se dentro 
da estrutura tridimensional do gelo e têm 
a composição E∙6H2O.
São sólidos cristalinos formados à 
baixa temperatura quando o gelo 
cristaliza em torno de moléculas 
pequenas ou de átomos.
Hidratos de Ar, Kr e Xe: clatratos
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
Clatrato
Hidrato de xenônio: Xe·5,75H2O
http://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/s26-06-the-
elements-of-group-18-the-n.html
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢Ocorrência e obtenção:
➢ Hélio:
- Hélio constitui 23% da massa do universo e no sol, sendo o segundo
mais abundante depois do hidrogênio.
- A maior parte do hélio na Terra é produto da emissão α oriunda do
decaimento dos elementos radioativos;
- Encontrado em depósitos de gás natural (EUA), de onde pode ser
obtido por destilação à baixa temperatura.
- Um pouco vêm do Sol como um vento solar de partículas α.
Os átomos de hélio são leves 
demais para serem retidos 
pelo campo gravitacional da 
Terra.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Ocorrência e obtenção:
➢ Neônio, argônio, criptônio e xenônio:
- Ocorrem na atmosfera.
- Ar (0,94% por volume) e Ne (1,5x10-3%) são os mais abundantes na
crosta terrestre.
- Xe e Rn são os mais raros do grupo.
- Ne, Ar e Xe são obtidos por destilação do ar líquido à baixa temperatura.
ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢Ocorrência e obtenção:
➢ Radônio:
➢ Rn é um produto de decaimento radioativo
- É um produto das usinas nucleares e do decaimento radioativo
do urânio e do tório. Apresenta perigo à saúde devido à radiação
ionizante que produz.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
✓ À temperatura ambiente, todos os elementos são gases 
monoatômicos.
✓ Em fase líquida, eles formam uma baixa concentração de 
dímeros que são mantidos juntos por forças de dispersão.
✓ Quando o hélio é resfriado abaixo de 2,178 K ele sofre uma 
transformação em uma segunda fase líquida conhecida 
como hélio-II.
➢ Ocorrência e obtenção:
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Principais usos:
➢ He:
- Balões e aeronaves mais leves que o ar (devido à sua baixa
densidade e não ser inflámavel);
- Em criogenia e como refrigerante para temperaturas muito baixas.
- Atmosfera inerte para crescimento de cristais de semicondutores.
- Misturado na razão 4:1 com o oxigênio para prover atmosfera
artificial para os mergulhadores.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Principais usos:
➢ Ar:
- Atmosfera inerte para a síntese de compostos sensíveis ao ar;
- Como manta de gás inerte para inibir a oxidação de metais
durante operações de soldagem.
- Como um refrigerante criogênico.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Principais usos:
➢ Rn:
- Usado nas usinas nucleares e do decaimento radioativo de urânio.
- Apresenta perigo a saúde devido a radiação nuclear ionizante
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Principais usos:
➢ He a Xe:
- Fontes de luz:
• Letreiros de neon
• Lâmpadas fluorescentes
• Lâmpadas de flash de xenônio
• Lasers de hélio-neônio
• Lasers de íon argônio
• Lasers de íon kriptônio
Uma descarga elétrica através
do gás ioniza alguns dos seus
átomos e promove íons e
átomos neutros para estados
excitados que então emitem
radiação eletromagnética
quando do retorno a um
estado mais baixo.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
Tubos de descarga de gás
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ COMPOSTOS dos elementos do Grupo 18:
➢ Até 1960, os únicos compostos conhecidos eram espécies diatômicas
instáveis tais como He2
+ e Ar2
+ que só podiam ser detectadas
espectroscopicamente.
➢ Em 1962 Barlett observou a reação de um gás nobre.
➢ A reação direta do xenônio com flúor leva a uma série de compostos
com números de oxidação +2, +4 e +6.
XeF2
XeF4
XeF6
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ COMPOSTOS de xenônio:
➢ Os fluoretos de xenônio são sintetizados pela reação direta dos elementos,
normalmente em um reator de níquel.
• A formação de haletos superiores é favorecida por uma proporção maior de flúor e
uma pressão elevada.
Xe(g) + F2(g) XeF2(g) (Xe em excesso)
Xe(g) + 2 F2(g) XeF4(g) (Xe:F2 = 1:5)
Xe(g) + 3 F2(g) XeF6(g) (Xe:F2 = 1:20)
400 ºC, 1 atm
600 ºC, 6 atm
300 ºC, 60 atm
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ COMPOSTOS de xenônio:
➢ Os fluoretos de xenônio são sintetizados pela reação direta dos elementos.
ou
➢ Pela exposição da mistura de xenônio e flúor, selados em uma ampola de
vidro, à luz solar.
• O flúor sofre fotodissociação gerando átomos de F que reagem com os átomos de Xe.
Cristais de XeF2
são lentamente 
formados.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ COMPOSTOS de xenônio:
➢ https://www.youtube.com/watch?v=Ejoct_6pQ74
Tudo começou quando 
Barlett verificou reação 
de Xe e PtF6
Ambos são gases.
Sabia-se que O2 reage com 
PtF6. Como Xe e O2
possuem energias de 
ionização similares, então 
Xe deveria também reagir 
com PtF6.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Reações dos fluoretos de xenônio:
➢ Reações com óxidos:
XeF6(s) + 3 H2O(l) → XeO3(aq) + 6 HF(g)
XeF6(s) + 3 SiO2(s) → 2 XeO3(s) + 3 SiF4(g)
➢ Reação com ácido de Lewis forte:
XeF2(s) + SbF5(l) → [XeF][SbF6](s)
➢ Reação com base de Lewis F− :
XeF4 + [(CH3)4N]F → [(CH3)4N][XeF5] reação em acetonitrila
XeF5
−
Forma pentagonal plana
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Reações dos fluoretos de xenônio:
➢ Dependendo da proporção de fluoreto, outros íons podem ser produzidos,
como XeF8
2−
XeF5
−
Forma pentagonal plana
XeF8
2−
Forma antiprismática quadrática
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Reações dos fluoretos de xenônio:
➢ Ligação Xe-N:
XeF2 + AsF5 → [XeF][AsF6]
[XeF][AsF6] + CH3CN → [(CH3CN)XeF][AsF6]
XeF2 + HN(SO2F)2 → FXeN(SO2F)2 + HF
base de Lewis
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Reações dos fluoretos de xenônio:
➢ Ligação Xe-O:
• Os óxidos e oxofluoretos são preparados pela hidrólise dos fluoretos de
xenônio:
XeF6(s) + 3 H2O(l) → XeO3(s) + 6 HF(aq)
XeF6(s) + H2O(l) → XeOF4(s) + 2 HF(aq)
XeO3: trióxido de xenônio. Piramidal
- Altamente explosivo.
- Agente oxidante muito forte em meio ácido.
XeOF4: molécula 
quadrática piramidal.
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Reações dos oxoânions de xenônio:
➢ XeO6
4− : ânion perxenato
• Perxenatos de metais alcalinos: são sólidos brancos
cristalinos; poderosos agentes oxidantes em meio
aquoso ácido.
2 H2XeO6
2− + 2 H+(aq) → HXeO4
− + O2(g) + 2 H2O(l)
• Ba2XeO6: sua reação com ácido sulfúrico concentrado
forma XeO4, um gás instável explosivo.
XeO6
4−
XeO4
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Oxofluoretos de xenônio:
➢ XeOF2: forma de T
➢ XeO3F2: bipirâmide trigonal
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
Composto de coordenação:
✓ Ar, Xe e Kr formam compostos de coordenação que são geralmente 
estudados por isolamento em matriz.
✓ A estabilidade dos complexos decrescena seguinte ordem Xe˃Kr˃Ar.
✓ Primeiro complexo sintetizado estável com gás nobre foi 
[AuXe4]
2+[SbF11]
2-
AuXe4
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ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I
➢ Outros compostos:
➢ O criptônio tem uma energia de ionização muito mais alta do que a do
xenônio e sua capacidade de formar compostos é muito mais limitada.
➢ KrF2: sólido volátil incolor. Altamente reativo, que deve ser armazenado
a baixas temperaturas.
• Forma-se passando-se uma descarga elétrica ou uma radiação
ionizante através da mistura de Kr e F2 a baixas temperaturas (-196
ºC).
➢ HArF: estável até 27 K. Contém íons HAr+ e F−.
Referências bibliográficas:
COTTON, Frank Albert; WILKINSON, Geoffrey; GAUS, Paul L. Basic Inorganic
Chemistry, 3rd ed., John Wiley & Sons, Inc., 1995.
MIESSLER, Gary L.; TARR, Donald A., Inorganic Chemistry, 3rd ed., New Jersey: 
Pearson Prentice Hall, 2004.
HOUSECROFT, Catherine E.; SHARPE, Alan G., Química Inorgânica, vol 1, 4ª
ed., Rio de Janeiro: LTC, 2013.
SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W., Química Inorgânica, 4ª ed., Porto Alegre:
Bookman, 2008.
ELEMENTOS DO GRUPO 18
Química Inorgânica I