Elemente, Schulbuch

Abb. 181.1: Die Edelgase He Ne Ar Kr Xe Rn Helium Neon Argon Krypton Xenon Radon 18. Gruppe 1868 1897 1894 1898 1898 1900 entdeckt Farbe farblos farblos farblos farblos farblos farblos He Ne Ar Kr Xe Rn +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 0 -200 -250 -150 -100 -50 Temp. in °C He Ne Ar Kr Xe Rn –268,9 –246 –185,7 –153,3 –108,1 –61,8 –248,6 –189,2 –157 –111,8 –71 Kp Fp Abb. 181.4: Das Licht der Edelgase in Spektralröhren Abb. 181.3: Die Fest- und Kochpunkte der Edelgase Abb. 181.2: Die Oxidationszahlen der Edelgase He Ne Ar Kr Xe häufig/wichtig selten/weniger wichtig nicht bekannt/unwichtig 181 7.8 DIe 18. GrUPPe – Edelgase 7.8 DIe 18. GRUPPe – EdeLgAse Elektronenanordnung in der äußersten Schale: s 2 p 6 (He: s 2 ) Die 18. Gruppe – früher 8. Hauptgruppe – enthält die Elemente Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon. Sie sind gasförmige, äußerst reaktionsträge Nichtme- talle und werden deshalb Edelgase genannt. Von den ersten drei sind bis heute keine echten Verbindungen (mit Hauptvalenzen) bekannt und auch die Verbindun- gen der schwereren Edelgase sind mehr von theoretischem Interesse als technisch brauchbar. Radon existiert nur in Form kurzlebiger radioaktiver Nuklide. Zwischen den Edelgas-Atomen können nur schwache Nebenvalenzen wirken. Ihre Schmelz- und Siedepunkte (Abb. 181.3) liegen daher sehr tief und nahe beisammen. Helium ist auf Grund der Nullpunktschwingung sogar beim absoluten Nullpunkt noch flüssig und kann nur unter Druck fest werden. Die Edelgase gehören mit Ausnahme von Argon, das beim Zerfall von 40 K entsteht, zu den seltensten Elementen. Sie kommen in der Atmosphäre vor, von wo sie mit Ausnahme von Helium auch als Nebenprodukte der Sauerstofferzeugung bei der Luftzerlegung gewonnen werden. Helium Es wird hauptsächlich aus Erdgasquellen gewonnen. In Texas enthalten manche Erdgasvorkommen bis zu 3 % Helium. Es ist durch α -Zerfälle natürlicher Radionuk- lide entstanden. Das atmosphärische Helium verlässt zu einem großen Teil das Erd- schwerefeld und entweicht ins Weltall. In den Fixsternen ist Helium das Produkt der Kernfusion und damit das zweithäufigste Element. Helium benötigt man in der Tieftemperaturtechnik zum Kühlen von supraleitenden Magnetspulen, als Trägergas in der Gaschromatografie, als sicheres Füllgas für Bal- lons (nicht brennbar!) und als Wärmeüberträger in bestimmten Kernreaktortypen. Als Füllgas in Spektralröhren ergibt es gelbes Licht. Neon Neon dient als Füllgas für rote Spektralröhren. Neonröhren sind also nicht die nor- malen Leuchtstofflampen, sondern die roten Reklameröhren. Argon Das häufigste Edelgas verwendet man zum Schutzgasschweißen, zur Füllung von Glühbirnen und Leuchtstoffröhren. In Spektralröhren erzeugt es rotes Licht. Krypton Krypton wird als Füllgas für spezielle Glühbirnen verwendet, da es ein sehr schlech- ter Wärmeleiter ist und die Temperatur der Glühwendel daher heißer sein kann. Es ist sehr teuer. In Spektralröhren gibt Krypton ein grünes Licht. Xenon Auch dieses Edelgas wird als Füllgas für spezielle Glühbirnen verwendet – aus den gleichen Gründen wie Krypton (Autoscheinwerfer – „Xenon-Licht“). Sein Preis ist allerdings ebenfalls sehr hoch. Um 1 m 3 Xenon herstellen zu können muss man ca. 10 Mio. m 3 Luft zerlegen. Xenon gibt in Spektralröhren ein violettes Licht. Radon Das radioaktive Edelgas entsteht als Zwischenprodukt natürlicher Zerfallsreihen (Uran, Thorium). Als solches tritt es aus dem uran- bzw. thoriumhältigen Gestein aus. Früher wurde es Emanation („das Herausströmende“) genannt. An manchen Stellen wird es mit Quellen an die Oberfläche transportiert. In Bad Gastein findet sich eine solche radonhältige Quelle, die zu Heilzwecken genutzt wird. Die radioak- tive Belastung beim Baden ist nicht unbeträchtlich, die Badezeit daher ärztlich be- schränkt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv