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Die Edelgase

Neben den Hauptbestandteilen Stickstoff und Sauerstoff sind in der Luft in kleiner Menge die Elemente einer besonderen Gruppe des Periodensystems enthalten: die Edelgase, im Alltag bekannt aus gasgefüllten Luftballons, farbig leuchtenden Neonröhren und Xenonscheinwerfern.

Welche Elemente gehören dazu?

Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon bilden die 8. Hauptgruppe des Periodensystems und werden als Edelgase bezeichnet. Es handelt sich bei allen um farb- und geruchlose, äußerst reaktionsträge Gase, die in Form von Einzelatomen vorliegen und sehr tiefe Schmelz- und Siedepunkte besitzen. Radon ist radioaktiv.

Wie edel sind sie wirklich?

Die Bezeichnung Edelgase kommt daher, weil diese Elemente im Normalfall keine Verbindungen bilden und keine Reaktion mit anderen Elementen zeigen. Der Grund dafür ist, dass ihre äußerste Schale mit acht Elektronen bereits voll besetzt ist und sie deshalb kein Bestreben haben, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben.

Lange Zeit dachte man, die Edelgase würden überhaupt keine Verbindungen bilden. Inzwischen ist es schon gelungen, unter besonderen Bedingungen Edelgasverbindungen herzustellen. Die Edelgase sind also nicht ganz so „edel" wie man ursprünglich glaubte, doch immer noch extrem reaktionsträge.

Aus diesem Grund wurde die 8. Hauptgruppe auch erst spät entdeckt, nämlich Ende des 19. Jahrhunderts.

Wo kommen die Edelgase vor?

Alle Edelgase mit Ausnahme von Radon sind in geringen Mengen – zu insgesamt etwa einem Volumsprozent – in der Luft enthalten. Sie werden durch fraktionierte Destillation von verflüssigter Luft gewonnen.

Das häufigste Edelgas ist Argon mit 0,9 Volumsprozenten in der Luft.

Helium ist in manchen Erdgasvorkommen enthalten. Große Mengen Helium sind auf der Sonne vorhanden, wo es durch Kernfusion aus Wasserstoff gebildet wird.

Das kurzlebige Radon entsteht bei radioaktiven Zerfällen. In bestimmten Gegenden – zum Beispiel bei Bad Gastein – tritt es in größerer Menge aus dem Gestein aus.

Wozu werden die Edelgase verwendet?

Helium ist ein sehr leichtes Gas und wird zum Füllen von Ballonen und Luftschiffen verwendet. Gemischt mit Sauerstoff dient es als Atemgas für Taucher. Da Helium eine andere Dichte als Luft hat, klingt die Stimme nach dem Einatmen verzerrt. Helium wird erst bei sehr tiefen Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt flüssig. Flüssiges Helium wird als Tieftemperatur-Kühlmittel eingesetzt. Wegen ihrer Reaktionsträgheit werden die Edelgase, vor allem Argon, als Schutzgas in Situationen verwendet, wo Luftsauerstoff zu unerwünschten Oxidationsreaktionen führen würde: beim Schweißen, in Glühbirnen und bei luftempfindlichen Reaktionen im chemischen Labor.

Edelgase senden, wenn sie in eine Glasröhre eingeschlossen werden und eine hohe Spannung angelegt wird, sichtbares Licht aus. Solche Gasentladungsröhren werden für Leuchtreklamen eingesetzt. Die Farbe des Lichts ist abhängig vom Füllgas: Helium leuchtet gelb, Neon (in den so genannten Neonröhren) rot, Argon blau, Krypton violett und Xenon blauweiß. Die besonders hellen Xenonscheinwerfer an Autos sind ebenfalls Gasentladungslampen mit Xenon als Füllgas.

 

 

Mit einem Helium-Neon-Gemisch können Laser hergestellt werden: