L'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon et le radon forment la famille des gaz rares, groupe zéro de la classification périodique des éléments chimiques. Tous monoatomiques, ces gaz sont caractérisés par leur très grande inertie chimique, d'où les qualificatifs de nobles ou d'inertes qui leur sont quelquefois donnés. Cette remarquable inertie s'explique par l'existence d'une couche électronique extérieure saturée, à deux électrons pour l'hélium, à huit pour les autres, configuration similaire à celle de nombreux ions stables (théorie de l'octet).
Les gaz rares ont une affinité électronique presque nulle et des potentiels d'ionisation extrêmement élevés. En conséquence, dans des conditions normales, ils ne gagnent ni ne perdent d'électrons et ne forment pas de liaisons : les seules forces qui lient les atomes entre eux sont des forces de Van der Waals. Ces gaz sont caractérisés par des points de fusion et d'ébullition très bas, ce qui, dans le cas de l'hélium, permet d'atteindre des températures très voisines du zéro absolu. L'hélium présente la particularité de n'exister à l'état solide que sous pression et de présenter à l'état liquide deux phases, dont une, l'hélium II, a des propriétés de superfluidité qui n'appartiennent à aucune autre substance.
Produit de la désintégration du radium, le radon est lui-même radioactif : il se dégrade en polonium avec une période inférieure à quatre jours. Les autres gaz rares sont stables. Leurs principales utilisations (essentiellement celles de l'argon et de l'hélium) sont la création d'atmosphère neutre pour la soudure à l'arc de l'aluminium, du magnésium, des aciers inoxydables, du titane, et pour l'élaboration de certains métaux.
1. L'hélium
En 1868, Jules Janssen et Joseph Norman Lockyer observèrent indépendamment une raie jaune nouvelle dans le spectre solaire. Georges Rayet eut l'idée que cette raie pouvait être émise par un élément inconnu, mais ce furent Edward Frankland et J. N. Lockyer qui en firent la preuve, et ils appelèrent cet élément hélium (du grec hê […]
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