Edelgas

Die Elemente der 18. Gruppe (VIII. Hauptgruppe, früher auch Nullgruppe genannt) des Periodensystems werden auch als Edelgase bezeichnet. Es sind die Elemente: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon sowie wahrscheinlich Ununoctium.

Es sind farb- und geruchlose, z. T. atomare Gase (Radon), die kaum Verbindungen eingehen. Der Grund hierfür ist, dass die Schalen des Atoms abgeschlossen (d. h. vollständig mit Elektronen aufgefüllt) sind. Für ein genaueres Verständnis benötigt man die Quantenmechanik.

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1 Darstellung

Darstellung

Die Edelgase werden durch fraktionierte Destillation aus Luft dargestellt. Helium kann außerdem aus Erdgasen gewonnen werden, in dem es zu ca. 8 % vorhanden ist (einen hohen Heliumanteil im Erdgas können v. a. amerikanische Quellen vorweisen). Bei der Abkühlung auf –205 °C bleibt nur Helium gasförmig zurück. Argon fällt als Nebenprodukt bei der Ammoniak-Synthese (-> Haber-Bosch-Verfahren) an, da es sich mit ca. 10 % im Gasgemisch anreichert.

Verwendung

Edelgase werden für Leuchtreklamen verwendet, da sie in Gasentladungsröhren charakteristische Farben ausstrahlen:

Helium: weiß
Neon: rot
Argon: violett
Krypton: gelbgrün
Xenon: violett
Radon: weiß

Beim Tauchen als Atemgas (Helium und Sauerstoff), da sich bei hohen Drücken weniger Helium im Blut löst als Stickstoff und somit die Gefahr der Taucherkrankheit vermindert wird. Argon wird als Inertgas beim Schutzgas-Schweißen verwendet. Des Weiteren wird die Reaktionsträgheit der Edelgase in Glühbirnen eingesetzt, um eine Reaktion des Wolframdrahtes zu verhindern. Im Vergleich zum Vakuum hat ein durch Edelgas geschütztes System den Vorteil, dass der Wolframdraht auch bei großer Hitze nicht gut verdampfen kann (vgl. Dampfdruck). Helium wird außerdem bei der Befüllung von Ballons und in der Kerntechnik verwendet. Bei letzterem als Kühlmittel, da es nicht radioaktiv wird und einen geringen Neutronenabsorptionsquerschnitt hat. Außerdem fungiert es bei Niedrigsttemperaturversuchen als Kühlmittel, da es den tiefsten Siedepunkt aller Substanzen hat.

Es gibt wenige Beispiele für chemische Verbindungen die Edelgase beinhalten: XeF₆, XeF₄, XeF₂, KrF₂

Lagerung

In großen Menge werden Edelgase wie andere Gase in Stahlflaschen gelagert. Da jedoch große Mengen eines Edelgases teuer sind und häufig nur kleine Mengen benötigt werden, wird das Edelgas bei kleinen Mengen als Einlagerungsatom in Clathraten verkauft.

Das Edelgas befindet sich dann in den Hohlräumen des Wirtsgitters und wird durch van-der-Waals-Wechselwirkung an seiner Position gehalten. <p> z.B. β-Hydrochinon-Clathrat[C₆H₄(OH)₂]₃E (E=Ar, Kr, Xe) Anzahl der Hohlräume besetzt: Ar=67%, Kr=67-74%, Xe=88%

Geschichte

Die Edelgase wurden von 1894 bis 1905 von Sir William Ramsay entdeckt und in das Periodensystem eingeordnet.

Literatur

Karl O. Christe: Die Renaissance der Edelgaschemie. Angewandte Chemie 113(8), S. 1465–1467 (2001), ISSN 0044-8249
Werner Aeschbach-Hertig: Klimaarchiv im Grundwasser. Physik in unserer Zeit 33(4), S. 160–166 (2002), ISSN 0031–9252 (Artikel über die Verwendung von Edelgasisotopen im Grundwasser zur Altersbestimmung des Grundwassers)

Siehe auch: Oktettregel, biatomar

Modèle:Vorlage:Gruppen (Periodensystem)