Entdecken Sie die faszinierende Welt der Edelgase, jene rätselhaften Elemente, die lange als reaktionsträge und unberührbar galten. Diese umfassende Betrachtung enthüllt die Geheimnisse von Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon, von ihrer Entdeckung bis hin zu ihren vielfältigen Anwendungen in Wissenschaft und Technik. Tauchen Sie ein in die Geschichte ihrer erstmaligen Isolierung, von Lord Rayleighs akribischer Dichtemessung, die zur Entdeckung des Argons führte, bis hin zur spektroskopischen Identifizierung von Helium auf der Sonne, lange bevor es auf der Erde gefunden wurde. Erfahren Sie mehr über die einzigartigen Eigenschaften dieser farb-, geruch- und geschmacklosen Gase, ihre atomare Struktur und ihre bemerkenswerte chemische Stabilität, die sie einst als "inert" erscheinen ließ. Von den eisigen Temperaturen, bei denen Helium seine flüssigen und festen Zustände annimmt, bis hin zu den Leuchterscheinungen, die Neon in Leuchtröhren erzeugt, erkunden Sie die physikalischen Besonderheiten, die jedes Edelgas auszeichnen. Ergründen Sie ihre Vorkommen in der Erdatmosphäre, in Erdgasvorkommen und sogar im interstellaren Raum, wo Helium nach Wasserstoff die zweithäufigste Komponente darstellt. Entdecken Sie die überraschenden Anwendungen dieser Elemente, von Schutzgasen beim Schweißen und in Kernreaktoren bis hin zu Kühlmitteln und Füllgasen für Ballons und Lampen. Beleuchtet werden auch die medizinischen Anwendungen von Helium beim Tauchen zur Vermeidung von Tiefenrausch und Dekompressionskrankheit, sowie die Verwendung von Radon in der Strahlentherapie. Diese Reise durch das Periodensystem enthüllt nicht nur die fundamentalen Eigenschaften der Edelgase, sondern auch ihre Bedeutung für unser Verständnis der Chemie und Physik und ihre unverzichtbaren Beiträge zu modernen Technologien, wie Leuchtstoffröhren, die auf der Ionisierung von Edelgasen und der Anregung von Quecksilberatomen basieren, um UV-Strahlung zu erzeugen. Erfahren Sie, wie die Reaktionsträgheit der Edelgase durch bahnbrechende Experimente widerlegt wurde, die zur Synthese von Edelgasverbindungen wie Xenonhexafluoroplatinat führten, und eröffnen Sie ein neues Kapitel in der Chemie. Tauchen Sie ein in die Welt von Argon, Neon, Krypton und Xenon, gewonnen durch die Destillation von flüssiger Luft, und entdecken Sie, wie diese Gase in Glühlampen, Lasern und sogar in der Raumfahrt eingesetzt werden.
Gliederung
1. Allgemeine Beschreibung
2. Entdeckung der Edelgase
3. Helium
4. Neon
5. Argon
6. Krypton
7. Xenon
8. Radon
9. Anwendungen
1.Allgemeine Beschreibung
- Edelgase eine Sammelbezeichnung für die Elemente der VIII. Hauptgruppe
- die Elemente Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon.
- Das häufigste Edelgas ist Argon.
- zweiter Stelle der Häufigkeit steht Neon.
- Dann folgen Helium, Krypton und Xenon.
- Radon nur in Spuren als Produkt natürlicher, radioaktiver Zerfallsprozesse auf.
- Edelgase sind Bestandteile der Luft.
- Im interstellaren Raum des Universums befindet sich neben Wasserstoff praktisch nur noch Helium.
- Edelgasen handelt es sich um farb-, geschmack- und geruchlose Gase,
- die nur atomar vorkommen.
- Sie lösen sich relativ gut in Wasser.
- Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften sind sie kaum unterscheidbar, so dass sie deshalb mit Hilfe physikalischer Methoden identifiziert werden.
- Ihre Oxidationszahl ist 0; nur die schwereren Edelgase weisen daneben noch +2 auf.
- Die Schmelzpunkte der Edelgase liegen durchweg bei sehr niedrigen Temperaturen.
- So hat Helium den niedrigsten Schmelz- und Siedepunkt aller Elemente.
- Mit Ausnahme von Helium kristallisieren alle mit dichten kubischen Gittern.
- Die Elektronenkonfiguration der Edelgase zeichnet sich durch abgeschlossene Schalen aus.
- Die hohen Ionisierungsenergien führen zu außerordentlicher chemischer Stabilität.
- Edelgase werden deshalb auch als reaktionsträge Gase bezeichnet.
- Die Edelgase haben die jeweils höchste Ionisierungsenergie ihrer Periode.
- Von den leichten Edelgasen Helium, Neon und Argon sind keine Verbindungen bekannt.
- Dass die schweren Edelgase Krypton und Xenon in gewissem Maße zu Reaktionen fähig sein müssen, wird klar, wenn man bedenkt, dass beispielsweise Xenon eineähnlich hohe 1. Ionisierungsenergie hat wie Sauerstoff.
- Auf diesen Sachverhalt wies Linus Pauling erstmals 1933 hin.
- Aber erst 1962 wurde von Bartlett mit Xenonhexafluoroplatinat eine echte Edelgasverbindung dargestellt!
- Bis heute sind bereitsüber 30 Edelgasverbindungen bekannt geworden.
2.Entdeckung
- Engländer Rayleigh wollte Dichte von N bestimmen
- Masse - Luft und aus Stickstoffverbindung
- Luftstickstoff war schwerer
- Stickstoff musste verunreinigt sein
- 1865 aus Luftprobe wurde auch der Stickstoff entf.
- Kleine Blase bliebübrig ... unbekanntes Gas
- Genannt Argon (griech.: Argos = träge )
- Innerhalb von 3 Jahren Edelgase Neon , Krypton , Xenon aufgespürt ...
- Helium (griech.: helios = sonne) 1868 mit Hilfe eines Spektroskops auf Sonne Entdeckt
- Nach Wasserstoff das 2häufigstes Element im Weltall
- Edelgase Neon, Argon , Krypton ,Xenon gewonnen durch mehrfache Destillation flüssiger Luft
3.Helium
- ist das erste Element der 8. Hauptgruppe und hat das Symbol He Eigenschaften:
- Es ist ein einatomiges, farbloses Gas
- Es existieren drei feste und zwei flüssige Modifikationen.
- Bei sehr niedrigen Temperaturen geht die Schmelzwärme des Heliums gegen Null, dann muss Wärme zugeführt werden, um Helium zu gefrieren!
Vorkommen:
- In der Atmosphäre sind 4,6 m3 Helium/m3 enthalten. Es ist meist in Erdgasvorkommen enthalten - (USA, GUS und Algerien).
Darstellung:
- Durch Erhitzen kleiner uran- und thoriumhaltiger Mineralien. Großtechnisch durch Verflüssigung von Erdgasen.
Verwendung:
- Schutzgas für das Schweißen ,Kühlgas in Kernreaktoren, Atemgas für Taucher, Füllgas für Ballons.
4.Neon
- das zweite Element der 8. Hauptgruppe hat das Symbol Ne und sein Name leitet sich vom griechischen Wort neon = das Neue ab.
Eigenschaften:
- einatomiges, farbloses Gase
Vorkommen:
- In der Erdatmosphäre sind etwa 16 ml/m3 Luft enthalten.
Darstellung:
- Neon fällt als Nebenprodukt bei der Luftzerlegung an. Durch Ausfrieren wird es abgetrennt.
Verwendung:
- Als Füllgas für Leuchtstoffröhren und Glimmlampen. Flüssiges Ne verwendet man als Kühlmittel.
5.Argon
- Das dritte Element der 8. Hauptgruppe Vorkommen:
Argon findet man in der Atmosphäre mit ca. 9,3 l/m3. Darstellung:
im Labor gewinnt man Argon aus Luft, der auf chemischem Wege Sauerstoff und Stickstoff entzogen wird. Großtechnische Gewinnung durch Luftverflüssigung.
Verwendung:
Schutzgas beim Schweißen und Stahlerzeugung, Füllgas für Glühbirnen.
6.Krypton
- das vierte Element der 8. Hauptgruppe hat das Symbol Kr. Sein Name leitet sich vom griechischen kryptos = verborgen ab.
Vorkommen:
In der Luft ist es nur zu 1,1 ml/m3 enthalten.
Darstellung:
Krypton fällt als Nebenprodukt in Sauerstoffanlagen an.
Verwendung:
Krypton wird als Lampenfüllgas verwendet.
Verbindungen
- Bekannt ist nur: KrF2. Mit Hydrochinon bildet es physikalische Verbindungen: die Clathrate.
7.Xenon
- der Name des 5. Elementes der 8. Hauptgruppe leitet sich vom griechischen Wort xenos = fremd ab.
Vorkommen:
- Gesamtvorkommen: 1,5*1013 mol, davon 0,08 ml/m3 in der Luft.
Darstellung:
- Xenon fällt als Nebenprodukt in Sauerstoffanlagen an.
Verwendung:
- Als Füllgas für Lampen. Xenon ist ein Reaktorgift.
Verbindungen:
- XeF2, XeF4 und XeF6.
8.Radon
- das 6. Element der 8. Hauptgruppe mit dem Symbol Rn wurde 1900 von E. Rutherford und F. Soddy aus Radium isoliert.
- Daher auch der Name. einatomigen farb- und geruchlosen Gases
Vorkommen:
Man findet es in Lagerstätten radioaktiver Mineralien.
Verwendung:
Radioaktives Heilmittel Verbindungen:
Bislang konnten nur F- und O-Verbindungen hergestellt werden.
9.Anwendungen
Leuchtstoffröhren
- Im evakuierten Lampenrohr befindet sich ein Edelgas und Quecksilberdampf
- Das Edelgas wird durch die freigesetzten Elektronen von der Elektrode ionisiert und sorgt für einen Stromfluss (Stoßionisation).
- Die Elektronen regen nun die Quecksilberatome an.
- Gehen diese wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück, senden sie Lichtquanten aus (254nm Wellenlänge).
- Diese erzeugte UV-Strahlung wird mit der Leuchtstoffinnenbeschichtung in sichtbares Licht umgewandelt
Helium gegen Tiefenrausch und Taucherkrankheit
- Pressluftflaschen ist normale komprimierte Luft
- Stickstoff enthalten
- Eigentlich ungiftig
- Jedoch komprimiert erzeugt es einen Tiefenrausch
- Das führt schon ab einer Tiefe von 30 m zu Sinnestäuschungen
- Taucher bekommt auf einmal eineüberschwengliche Lebensfreude
- Führt dazu das der Taucher vergisst aufzutauchen
- Um dem Vorzubeugen destilliert man den Stickstoff und fügt Helium hinzu
- Das führt aber auch dazu das das Atemgas sehr teuer ist ... ein Atemzug kostet 3 DM !!!
- Auch gegen die Taucherkrankheit ist das schwer lösliche Helium gut
- Bei der Taucherkrankheit perlen Stickstoffblässchen aus den Gefäßen und der Haut
- Diese Blässchen verstopfen die Sauerstoffzufuhr und die Blutzufuhr
- Wenn Nervenzellen blockiert werden kann dies zum Tod führen
Quellen :
www.uniterra.de/rutherford/hg8.htm
www.guidobauersachs.de/anorg/edelgase.htm
www.inf.uni-hohenheim.de/menzel/osterreich/fEdelgase.html
Encarta Lexikon '99
DTV Chemie I + II Chemie Heute
Häufig gestellte Fragen
Was ist die allgemeine Beschreibung der Edelgase?
Edelgase sind eine Sammelbezeichnung für die Elemente der VIII. Hauptgruppe, einschliesslich Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon. Argon ist das häufigste Edelgas, gefolgt von Neon, Helium, Krypton und Xenon. Radon kommt nur in Spuren als Produkt natürlicher, radioaktiver Zerfallsprozesse vor. Edelgase sind Bestandteile der Luft, und Helium ist nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum. Sie sind farb-, geschmack- und geruchlose Gase, die nur atomar vorkommen und sich relativ gut in Wasser lösen. Ihre Oxidationszahl ist 0; nur die schwereren Edelgase weisen daneben noch +2 auf. Sie haben niedrige Schmelzpunkte und kristallisieren (mit Ausnahme von Helium) in dichten kubischen Gittern. Ihre Elektronenkonfiguration zeichnet sich durch abgeschlossene Schalen aus, was zu hoher chemischer Stabilität führt. Daher werden sie auch als reaktionsträge Gase bezeichnet. Xenon kann aber Verbindungen bilden, erstmals 1962 mit Xenonhexafluoroplatinat.
Wie wurden die Edelgase entdeckt?
Rayleigh entdeckte Argon bei der Bestimmung der Dichte von Stickstoff, wobei er feststellte, dass Luftstickstoff schwerer war als Stickstoff aus Stickstoffverbindungen. Neon, Krypton und Xenon wurden innerhalb von 3 Jahren entdeckt. Helium wurde 1868 mit einem Spektroskop auf der Sonne entdeckt. Neon, Argon, Krypton und Xenon werden durch mehrfache Destillation flüssiger Luft gewonnen.
Was sind die Eigenschaften, das Vorkommen, die Darstellung und die Verwendung von Helium?
Helium (He) ist ein einatomiges, farbloses Gas mit drei festen und zwei flüssigen Modifikationen. Die Schmelzwärme von Helium geht bei sehr niedrigen Temperaturen gegen Null. In der Atmosphäre sind 4,6 m3 Helium/m3 enthalten, und es kommt meist in Erdgasvorkommen vor (USA, GUS und Algerien). Es wird durch Erhitzen kleiner uran- und thoriumhaltiger Mineralien dargestellt oder gross technisch durch Verflüssigung von Erdgasen. Es wird als Schutzgas für das Schweissen, Kühlgas in Kernreaktoren, Atemgas für Taucher und Füllgas für Ballons verwendet.
Was sind die Eigenschaften, das Vorkommen, die Darstellung und die Verwendung von Neon?
Neon (Ne) ist ein einatomiges, farbloses Gas. In der Erdatmosphäre sind etwa 16 ml/m3 Luft enthalten. Es fällt als Nebenprodukt bei der Luftzerlegung an und wird durch Ausfrieren abgetrennt. Es wird als Füllgas für Leuchtstoffröhren und Glimmlampen verwendet. Flüssiges Neon dient als Kühlmittel.
Was sind die Eigenschaften, das Vorkommen, die Darstellung und die Verwendung von Argon?
Argon (Ar) findet man in der Atmosphäre mit ca. 9,3 l/m3. Im Labor gewinnt man Argon aus Luft, der auf chemischem Wege Sauerstoff und Stickstoff entzogen wird. Großtechnische Gewinnung durch Luftverflüssigung. Es wird als Schutzgas beim Schweißen und bei der Stahlerzeugung, sowie als Füllgas für Glühbirnen verwendet.
Was sind die Eigenschaften, das Vorkommen, die Darstellung und die Verwendung von Krypton?
Krypton (Kr) ist in der Luft nur zu 1,1 ml/m3 enthalten. Krypton fällt als Nebenprodukt in Sauerstoffanlagen an. Es wird als Lampenfüllgas verwendet. Bekannt ist nur: KrF2. Mit Hydrochinon bildet es physikalische Verbindungen: die Clathrate.
Was sind die Eigenschaften, das Vorkommen, die Darstellung und die Verwendung von Xenon?
Xenon (Xe) kommt mit 1,5*1013 mol vor, davon 0,08 ml/m3 in der Luft. Xenon fällt als Nebenprodukt in Sauerstoffanlagen an. Es wird als Füllgas für Lampen verwendet und ist ein Reaktorgift. Verbindungen: XeF2, XeF4 und XeF6.
Was sind die Eigenschaften, das Vorkommen und die Verwendung von Radon?
Radon (Rn) wurde 1900 von E. Rutherford und F. Soddy aus Radium isoliert. Man findet es in Lagerstätten radioaktiver Mineralien. Radioaktives Heilmittel Verbindungen: Bislang konnten nur F- und O-Verbindungen hergestellt werden.
Wie funktionieren Leuchtstoffröhren?
Im evakuierten Lampenrohr befindet sich ein Edelgas und Quecksilberdampf. Das Edelgas wird durch die freigesetzten Elektronen von der Elektrode ionisiert und sorgt für einen Stromfluss (Stoßionisation). Die Elektronen regen nun die Quecksilberatome an. Gehen diese wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück, senden sie Lichtquanten aus (254nm Wellenlänge). Diese erzeugte UV-Strahlung wird mit der Leuchtstoffinnenbeschichtung in sichtbares Licht umgewandelt.
Wie hilft Helium gegen Tiefenrausch und Taucherkrankheit?
Pressluftflaschen enthalten Stickstoff, der unter Kompression einen Tiefenrausch verursachen kann, der ab einer Tiefe von 30 m zu Sinnestäuschungen führt. Um dem vorzubeugen, wird der Stickstoff destilliert und Helium hinzugefügt. Das Atemgas wird dadurch sehr teuer. Auch gegen die Taucherkrankheit ist das schwer lösliche Helium gut. Bei der Taucherkrankheit perlen Stickstoffblässchen aus den Gefäßen und der Haut, verstopfen die Sauerstoff- und Blutzufuhr und können zum Tod führen, wenn Nervenzellen blockiert werden.
- Quote paper
- Ilin Dobrew (Author), 2001, Die Edelgase. Ein kurzer Überblick über die Eigenschaften, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/102025
