10 Sifat Gas Mulia dan Penjelasannya

Gas mulia adalah salah satu jenis unsur kimia dalam kelompok 18 dari tabel periodik. Salah satu sifat gas mulia yaitu stabil karena memiliki jumlah elektron valensi maksimum yang dapat dipegang oleh kulit terluarnya. Karenanya, gas mulia jarang bereaksi dengan elemen lain karena mereka sudah stabil. Karakteristik lain dari gas mulia adalah menghantarkan listrik, berpendar, tidak berbau dan tidak berwarna, dan digunakan dalam banyak kondisi ketika elemen stabil diperlukan untuk menjaga lingkungan yang aman dan konstan.

Adapun enam gas mulia yang terjadi secara alami adalah helium (He), neon (Ne), argon (Ar), Krypton (Kr), xenon (Xe), dan radon radioaktif (Rn). Gas mulia memiliki beberapa aplikasi penting dalam industri seperti penerangan, pengelasan, dan eksplorasi ruang angkasa.

Gas Mulia

Orang pertama yang menemukan gas mulia adalah Henry Cavendish di akhir abad ke-180. Cavendish membedakan unsur-unsur ini dengan secara kimia menghilangkan semua sifat oksigen dan nitrogen dari wadah udara. Nitrogen dioksidasi menjadi NO2 oleh pelepasan listrik dan diserap oleh larutan natrium hidroksida.

Oksigen yang tersisa kemudian dikeluarkan dari campuran dengan penyerap. Eksperimen mengungkapkan bahwa 1/120 dari volume gas tetap tidak bereaksi dalam wadah. Orang kedua yang mengisolasi, tetapi tidak melambangkan, mereka adalah William Francis (1855 sampai dengan 1925). Francis mencatat pembentukan gas sambil melarutkan mineral uranium dalam asam.

Gas mulia biasanya sangat tidak aktif kecuali jika dalam kondisi ekstrem tertentu. Kelembutan gas mulia membuatnya sangat cocok dalam aplikasi di mana reaksi tidak diinginkan. Sebagai contohnya argon digunakan dalam lampu pijar untuk mencegah filamen tungsten panas dari pengoksidasi; juga, helium digunakan dalam menghirup gas oleh penyelam laut dalam untuk mencegah keracunan oksigen, nitrogen dan karbon dioksida (hypercapnia).

Sifat Gas Mulia

Berikut ini sifat atau karakteristik gas mulia, diantaranya yaitu:

1. Tidak berwarna, Tidak berbau, Tidak berasa, dan Tidak mudah terbakar

Gas mulia tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak mudah terbakar dalam kondisi standar. Gas mulia pernah diberi label grup 0 dalam tabel periodik sebab diyakini mempunyai valensi nol, yang berarti atom-atom mereka tidak bisa bergabung dengan atom unsur lain untuk membentuk senyawa. Namun, kemudian ditemukan beberapa memang membentuk senyawa, menyebabkan label ini tidak digunakan lagi.

2. Kelembaman

Sifat kimia dari gas mulia yaitu dibandingkan dengan unsur-unsur lain, gas-gas mulia bersifat lembam – itu sangat tidak reaktif. Ketika unsur-unsur bereaksi, atom yang terkandung di dalamnya melengkapi kulit terluarnya dengan kehilangan, mendapatkan, atau berbagi elektron.

Atom-atom gas mulia sudah memiliki kulit terluar yang lengkap, sehingga tidak memiliki kecenderungan untuk kehilangan, mendapatkan, atau berbagi elektron. Inilah sebabnya mengapa gas mulia bersifat lembam dan tidak mengambil bagian dalam reaksi kimia.

3. Titik leleh dan titik didih yang sangat rendah

Gas mulia memiliki kekuatan interatomik yang lemah, dan akibatnya memiliki titik leleh dan titik didih yang sangat rendah. Mereka semua adalah gas monatomik dalam kondisi standar, termasuk unsur-unsur dengan massa atom lebih besar daripada banyak unsur padat lainnya.

Helium memiliki beberapa kualitas unik jika dibandingkan dengan unsur-unsur lain: titik didihnya pada 1 atm lebih rendah daripada unsur-unsur lain yang diketahui; itu adalah satu-satunya elemen yang diketahui menunjukkan superfluiditas; itu adalah satu-satunya elemen yang tidak dapat dipadatkan dengan pendinginan dalam kondisi standar.

Gas mulia hingga xenon memiliki beberapa isotop stabil. Radon tidak memiliki isotop stabil; isotopnya yang paling lama berumur, 222Rn, memiliki paruh 3,8 hari dan meluruh untuk membentuk helium dan polonium, yang akhirnya meluruh menjadi timbal. Titik lebur dan titik didih meningkat turun di kelompok. 

4. Sifat fisik makroskopik

Sifat fisik makroskopik gas mulia didominasi oleh gaya van der Waals yang lemah di antara atom-atom. Gaya tarik meningkat sesuai dengan ukuran atom sebagai hasil dari peningkatan polarisasi dan penurunan potensi ionisasi.

Ini menghasilkan tren kelompok yang sistematis: ketika seseorang turun dari kelompok 18, jari-jari atom, dan dengan itu gaya interatomik, meningkat, menghasilkan titik leleh yang meningkat, titik didih, entalpi penguapan, dan kelarutan. Peningkatan kepadatan ini disebabkan oleh peningkatan massa atom.

5. Hampir merupakan gas ideal dalam kondisi standar

Gas mulia hampir merupakan gas ideal dalam kondisi standar, tetapi penyimpangan mereka dari hukum gas ideal memberikan petunjuk penting untuk studi interaksi antarmolekul.

Potensi Lennard-Jones, sering digunakan untuk memodelkan interaksi antarmolekul, disimpulkan pada tahun 1924 oleh John Lennard-Jones dari data eksperimental pada argon sebelum pengembangan mekanika kuantum menyediakan alat untuk memahami kekuatan antarmolekul dari prinsip pertama.

Analisis teoretis interaksi ini menjadi mudah dilakukan karena gas mulia bersifat monatomik dan atom-atomnya berbentuk bola, yang berarti bahwa interaksi antara atom-atom itu tidak tergantung pada arah, atau isotropik.

6. Konfigurasi elektronik

Anggota kelompok 18 memiliki delapan elektron valensi, misalnya mereka memiliki delapan elektron di orbit terluar mereka (kecuali helium). Dengan demikian, mereka menunjukkan konfigurasi oktet yang stabil. Tetapi helium menunjukkan konfigurasi duplet. Konfigurasi umum keluarga gas mulia diberikan sebagai ns² np² (kecuali helium yang memiliki 1s²).

7. Jari-jari atom

Anggota kelompok 18 memiliki jari-jari atom yang sangat kecil. Jari-jari atom dari gas mulia meningkat ke bawah kelompok dengan peningkatan jumlah atom karena penambahan cangkang baru.

8. Entalpi ionisasi

Gas mulia memiliki delapan elektron valensi, yaitu memiliki delapan elektron di orbit terluarnya (kecuali helium). Dengan demikian, menunjukkan konfigurasi oktet atau duplet stabil. Oleh karena itu, unsur-unsur kelompok 18 menunjukkan entalpi ionisasi yang sangat tinggi. Entalpi ionisasi gas mulia berkurang ke bawah kelompok karena peningkatan ukuran atomnya.

9. Elektron mendapatkan entalpi

Anggota kelompok memiliki delapan elektron valensi (kecuali helium). Dengan demikian, mereka menunjukkan konfigurasi oktet atau duplet stabil. Oleh karena itu, unsur-unsur kelompok 18 menunjukkan nilai positif elektron entalpi yang sangat besar.

10. Kelimpahan di alam semesta berkurang dengan meningkatnya jumlah atomnya

Helium adalah unsur paling umum di alam semesta setelah ikatan hidrogen dengan fraksi massa sekitar 24%. Sebagian besar helium di alam semesta terbentuk selama nukleosintesis Big Bang, tetapi jumlah helium terus meningkat karena fusi hidrogen dalam nukleosintesis bintang (dan, pada tingkat yang sangat sedikit, peluruhan alfa unsur-unsur berat).

Demikianlah artikel yang bisa kami bagikan pada segenap pembaca berkenaan dengan berbagai sifat yang ada dalam gas mulia. Semoga melalui materi ini bisa memberikan pemahaman bagi pembaca yang sedang memerlukan referensinya.