Die Edelgase und die Edelgaskonfiguration werden in diesem Artikel ausführlich behandelt. Dabei erklären wir euch wichtige Eigenschaften von Edelgasen aus chemischer Sicht sowie deren Bedeutung für unsere heutige Gesellschaft. Dieser Artikel gehört zu den Grundlagen der Chemie.
In diesem Artikel dreht sich alles rund um chemische Eigenschaften von Edelgasen. Ich gehe dabei gleich noch einmal auf wichtige Grundlagen der Chemie ein, um genau diese Zusammenhänge noch verdeutlichen zu können. Solltet ihr jedoch noch größere Lücken bei euren Vorkenntnissen haben, rate ich zunächst die folgenden Artikel noch zu lesen:
Edelgase Eigenschaften
Als Edelgase werden die Elemente der 8. Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet (Periodensystem in neuem Fenster einblenden). Dies sind die Elemente: Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon und Ununoctium. Auf den aller ersten Periodensystemen tauchten Edelgase gar nicht erst auf, denn sie wurden erst kurz vor dem Jahre 1900 entdeckt. Alle Edelgase kommen in der Luft vor.
Der Grund für die späte Entdeckung der Edelgase liegt an einer ihrer Eigenschaften. Denn Edelgase gehen kaum chemische Reaktionen ein. Und da frühere Wissenschaftler stets versuchten, Nachweise über chemische Reaktionen zu führen, fielen ihnen die Edelgase nicht auf. Der Nachweis gelang erst durch eine genaue Analyse der Zusammensetzung von Luft.
Da alle Edelgase acht Außenelektronen besitzen, sind diese sehr stabil. Eine Ausnahme gibt es dabei jedoch: Helium hat nur zwei Elektronen in der Außenschale. Da die erste Schale nicht mehr Elektronen aufnehmen kann, hat das Atom trotzdem ebenfalls die höchstmögliche Anzahl an Außenelektronen.
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Die Edelgaskonfiguration
Die eben beschriebene Anzahl an Außenelektronen stellt für Atome praktisch den Optimalzustand dar. Dieser wird auch Edelgaskonfiguration genannt. Der Grund hierfür ist, dass dieser Zustand energetisch betrachtet sehr günstig ist. Das Bestreben, einen energetisch günstigeren Zustand anzustreben, kann als wesentliche Ursache für chemischen Reaktionen aufgeführt werden.
Durch das Bestreben von Atomen, die Edelgaskonfiguration zu erreichen, entstehen häufig Moleküle und Ionen. Es sei jedoch darauf hingewiesen,dass es auch einige chemischen Verbindungen gibt, in denen nicht alle Atome die Edelgaskonfiguration besitzen, die aber trotzdem stabil sind. Und noch ein Hinweis, der jedoch meist über die Schul-Chemie hinaus geht: Viele Ionen oder Moleküle sind im Zustand der Edelgaskonfiguration thermodynamisch nicht stabil.
Edelgase und deren Nutzen
Wichtige Eigenschaften von Edelgasen habe ich eben erklärt. Im nun Folgenden sollen die verschiedenen Edelgase noch einmal kurz vorgestellt werden.
- Helium: Helium trägt die Ordnungszahl 2 im Periodensystem der Elemente. Die innerste Elektronenschale ist auf Grund der zwei Elektronen vollständig gefüllt. Helium hat die geringste Atommasse und den niedrigsten Siedepunkt (-268,93°C). Zu dem hat es auch die niedrigste Dichte (0,1785 kg/m3) und die geringste Wasserlöslichkeit. Helium wird in Leuchtstoffröhren eingesetzt und Helium-Sauerstoff-Gemischte helfen Asthmatikern bei der Atmung.
- Neon: Neon trägt die Ordnungszahl 10 im Periodensystem der Elemente. Neon hat eine höhere Atommasse als Stickstoff und Sauerstoff, diese kommen allerdings nur als Moleküle vor. Dieses Edelgas ist insbesondere aus der Beleuchtungstechnik bekannt. Es wird allerdings auch als Kühlmittel in der Kältetechnik genutzt
- Argon: Argon trägt die Ordnungszahl 18. Argon ist das häufigste vorkommende Edelgas, hat mit 1,784 kg/m3 bei 273 K eine Dichte, die nur etwas über der von Stickstoff und Sauerstoff liegt. Argon wird beim Schweißen und in Feuerlöschanlagen eingesetzt.
- Krypton: Krypon trägt die Ordnungszahl 36. Krypton ist Bestandteil unserer Lufthülle. Wegen der geringen Konzentration von ca. 1,1 ml/m3 ist die Gewinnung von reinem Krypton sehr aufwendig. Krypon ist schwerer als Luft, nicht brennbar und farblos.
- Xenon: Xenon trägt die Ordnungszahl 54. Xenon ist eines der seltensten Elemente der Erde und über 3 mal schwerer als die Luft. Aufgrund der Seltenheit ist sein Preis sehr hoch und wird nur dann verwendet, wenn die leichteren Edelgase nicht gut genug sind. Der größte Teil wird als Gasfüllung in lichterzeugenden Lampen verwendet, wenn ein helles, weißes Licht benötigt wird.
- Radon: Radon trägt die Ordnungszahl 86. Radon ist das schwerste elementare Gas in der Erdatmosphäre, all seine Isotope sind radioaktiv. In der medizinischen Radonbalneologie soll Radon das menschliche Immunsystem stimulieren und dadurch Krankheiten lindern. Aus naturwissenschaftlicher Sicht ist die positive Wirkung des Radons allerdings nicht nachgewiesen.
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