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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 eine ähnlich 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 bereits über 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 blieb übrig ... 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 eine überschwengliche 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
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