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Die Edelgase: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon

Das hervorstechende Merkmal der Edelgase ist ihre chemische Reaktionsträgheit. Bis 1962 war keine echte Verbindung dieser Elemente bekannt, inzwischen sind über 30 Verbindungen synthetisiert worden.

Vorkommen und Gewinnung:
Alle Edelgase sind Bestandteile der Luft, wobei Argon den größten Edelgas-Anteil ausmacht (99,8%). Neon, Argon, Krypton und Xenon werden als Nebenprodukt bei der fraktionierten Destillation von flüssiger Luft gewonnen.

Schmelzpunkt, Siedepunkt und Volumenanteile
Helium -272,2 -268,9 5*10-4
Neon -248,6 -245,9 2*10-3
Argon -189,3 -185,8 0,934
Krypton -157 -152,9 1*10-4
Xenon -112 -107,1 9*10-6
Radon -71 -61,8 6*10-18
Helium entsteht dauernd im Erdinneren durch radioaktive Zerfallsprodukte von Uran und anderen radioaktiven Elementen und findet sich deshalb in manchen Erdgasen, vor allem in Nordamerika (bis zu 8% He-Anteil).
Radon ist ein Produkt des radioaktiven Zerfalls von Radium, das seinerseits durch den radioaktiven Zerfall von Uran und Thorium entsteht. Durch seine ständige Bildung ist Radon in kleiner Menge im Erdreich enthalten und wird von dort an die Luft abgegeben. In geschlossenen Räumen ist der Radon-Anteil größer als in freier Atmosphäre, weil es aus dem Erdreich auch in Häuser eindringt und durch den radioaktiven Zerfall der Elemente entsteht die in Spuren im Baumaterial enthalten sind.

Eigenschaften der Edelgase:

Die stabile Elektrokonfiguration der Edelgase spiegelt sich in ihren Eigenschaften wider. Die Edelgas-Atome zeigen kein Bestreben sich mit anderen Atomen zu verbinden. Die Elemente kommen als monoatomare farblose Gase vor. In jeder Periode hat das Edelgas die höchste Ionisierungsenergie. Die niedrigen Schmelz- und Siedepunkte zeigen die schwachen Anziehungskräfte zwischen den Atomen an, die nur aus Londonschen Kräften bestehen. Mit zunehmender Ordnungszahl werden die Elektronen der äußersten Schale weniger stark gebunden. Dementsprechend nimmt die Ionisierungsenergie vom Helium zum Radon ab.
Die zunehmende Größe der Elektronenwolke erklärt die Zunahme der Londonschen Kräfte und damit die Zunahme der Schmelz und Siedepunkte vom Helium zum Radon. Helium hat den niedrigsten Schmelzpunkt aller bekannten Stoffe.

Verwendung der Edelgase:

Das häufigste und damit preiswerteste Edelgas, Argon, wird immer dann eingesetzt wenn eine chemisch völlig "neutrale" Atmosphäre benötigt wird. Manche Glühlampen werden mit Argon gefüllt; das Gas reagiert nicht mit dem heißen Glühdraht und erlaubt somit eine höhere Glühtemperatur als in einer evakuierten Birne (fast Vakuum). Beim Schweißen wird die Verbrennung des Metalls durch eine Argon- Atmosphäre verhindert (Aluminium). Die elektrische Entladung durch ein Edelgas regt dieses zum Leuchten an (Neon-Licht).
Die Dichte von Helium beträgt nur 14% der Dichte von Luft. Es dient deshalb zum Füllen von Ballons. Zum Erreichen tiefster Temperaturen ist Helium unersetzbar. Flüssiges Helium dient als Kühlmittel bei der Erforschung der Eigenschaften von Materie nahe am absoluten Nullpunkt. Manche Metalle zeigen bei diesen Temperaturen die Erscheinung der Supraleitung: Sie besitzen keinen elektrischen Widerstand mehr.
Radon wird als Quelle für Alpha-Strahlen bei der Krebstherapie eingesetzt.

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