Noble gas

Hintergrund

Die Edelgase sind unter Standardbedingungen farblos, geruchlos und einatomig, wobei die ersten sechs Mitglieder – Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon – eine sehr geringe chemische Reaktivität und kryogene Siedepunkte aufweisen. Ihr bestimmendes Merkmal ist eine vollständig gefüllte äußere Schale von Valenzelektronen, die ihnen eine geringe Neigung zur Teilnahme an chemischen Reaktionen verleiht; es sind nur wenige hundert Edelgasverbindungen bekannt. Die zwischenmolekularen Kräfte zwischen ihren Atomen sind die sehr schwachen London-Dispersionskräfte, was dazu führt, dass alle ihre Siedepunkte kryogen sind. Ihre Trägheit macht sie dort nützlich, wo chemische Reaktionen unerwünscht sind: Argon dient als Schutzgas beim Schweißen und als Füllgas in Glühlampen, Helium sorgt für Auftrieb in Luftschiffen und Ballons, und Helium und Neon werden aufgrund ihrer niedrigen Siedepunkte als Kältemittel verwendet. Industrielle Mengen aller Edelgase außer Radon werden durch Verflüssigung und fraktionierte Destillation von Luft gewonnen; Helium ist auch ein Nebenprodukt der Erdgasförderung, während Radon aus dem radioaktiven Zerfall von gelösten Radium-, Thorium- oder Uranverbindungen isoliert wird. Das siebte Mitglied, Oganesson, ist ein instabiles synthetisches Element mit unsicherer Chemie, von dem vorhergesagt wird, dass es unter Standardbedingungen ein Feststoff ist und reaktiv genug, um funktionell nicht als „edel“ zu gelten. Der Begriff „Edelgas“ wurde erstmals 1900 von Hugo Erdmann verwendet, der eine Analogie zu den Edelmetallen zog. Ihre Entdeckung begann 1868, als Helium auf der Sonne gefunden wurde, gefolgt von Argon im Jahr 1895 und dann Krypton, Neon und Xenon im Jahr 1898; Radon wurde 1898 identifiziert, aber erst 1904 als Edelgas erkannt.

Leserleitfaden

Die Entdeckung der Edelgase war in der Geschichte der Chemie einzigartig, da es sich um eine völlig neue Gruppe von Elementen ohne zuvor bekanntes Vertreter handelte. Ihr bestimmendes Merkmal ist eine vollständig gefüllte äußere Schale von Valenzelektronen, die ihnen eine sehr geringe Neigung zur chemischen Reaktion verleiht; es sind nur wenige hundert Verbindungen bekannt. Unter Standardbedingungen sind die ersten sechs geruchlose, farblose, einatomige Gase mit kryogenen Siedepunkten, die nur durch schwache London-Dispersionskräfte zusammengehalten werden. Diese Trägheit macht sie dort wertvoll, wo chemische Reaktionen unerwünscht sind: Argon dient als Schutzgas beim Schweißen und als Füllgas in Glühlampen, Helium sorgt für Auftrieb in Luftschiffen und Ballons, und sowohl Helium als auch Neon werden als Kältemittel verwendet. Industrielle Mengen aller außer Radon werden aus der Luft durch Verflüssigung und fraktionierte Destillation gewonnen; Helium ist auch ein Nebenprodukt der Erdgasförderung. Radon wird aus dem radioaktiven Zerfall von Radium-, Thorium- oder Uranverbindungen isoliert. Oganesson, das siebte Mitglied, ist ein instabiles synthetisches Element mit unsicherer Chemie; es wurden nur fünf sehr kurzlebige Atome synthetisiert, und es wird vorhergesagt, dass es unter Standardbedingungen ein Feststoff ist und reaktiv genug, um funktionell nicht als Edelgas zu gelten. Die Entdeckung dieser Gruppe – beginnend mit Helium auf der Sonne im Jahr 1868, dann Argon, Krypton, Neon, Xenon und Radon – half bei der Entwicklung der Atomstrukturtheorie, was zur Oktettregel und dem Verständnis führte, dass bei allen Edelgasen außer Helium die äußerste Schale acht Elektronen enthält.

Wussten Sie schon?

• Argon macht etwa 0,94 Volumenprozent der Erdatmosphäre aus, was auf den Zerfall von radioaktivem Kalium-40 zurückzuführen ist.
• Helium ist das einzige Element, das durch Abkühlen bei Atmosphärendruck nicht verfestigt werden kann; dazu ist ein Druck von 25 Standardatmosphären bei 0,95 K erforderlich.