Edelgase [ATKI01, BERT1]

Edelgase sind Gase, die nicht so leicht zu Reaktionen neigen wie andere Gase (sie verhalten sich also quasi "edel"). Sie kommen deshalb in der Atmosphäre als freie, ungebundene Atome vor.

Der Grund für ihr wenig reaktionsfreudiges Verhalten ist im Aufbau des Atoms, genauer der Besetzung der nach dem Bor'schen Atommodell existierenden Aussenschale des Atoms zu suchen. Bei den Edelgasen ist diese Aussenschale von Natur aus voll besetzt, sodass kein Bedarf besteht, sich mit anderen Stoffen Elektronen zu teilen, was zu einer kovalenten chemischen Bindung führen würde. Diese Eigenschaft wird häufig technisch nutzbar gemacht.

Argon beispielsweise wird als Schutzgas beim Schweißen eingesetzt und sorgt als Schutzatmosphäre für Oxidationsschutz des aufgeschmolzenen Metalls. Andere Stoffe, etwa Krypton, verwendet man als Atmosphäre in Entladungsscheinwerfern und Wärmeleiter in Lampen.

Edelgase sind zu knapp einem Prozent in unsere Atemluft enthalten und werden ob der genannten Eigenschaften ein- und wieder ausgeatmet, ohne Reaktionen im Körper hervor zu rufen. Im folgenden werden sie aufgezählt und beschrieben.

Argon

Argon steht für "das Nichtreagierende" und ist das am häufigsten vertretene Edelgase. Es macht den Großteil des einprozentigen Luftbestandteiles aus und stellt damit den drittgrößten Bestandteil trockener Umgebungsluft dar. Es entsteht durch Kernumwandlung aus Kalium, wenn dieses einen Elektron aus seiner Umgebung fängt - ein Vorgang der zurzeit unterhalb der Erdoberfläche weiterhin stattfindet und zu einem langsamen Anwachsen dieses Gasanteils führt. Für die technische Nutzung wird dieser Luftanteil durch Destillation gewonnen.

Argon (Ar) hat ein Kerngewicht von etwa 39,948/12 des Kohlenstoff-Isotrops 12C und die Ordnungszahl 18 und besitzt drei Perioden.

Helium

Helium wurde erstmals auf der Sonne entdeckt und heute im wesentlichen aus Ölquellen gewonnen. Es ist nach Wasserstoff der zweitleichteste Stoff des Periodensystems und besitzt nach Bor nur eine Schale/Periode. In der Luft kommt es zu ca. 0,00046 % vor. Der Name Helium steht für Sonne (griech. helios - Sonne). Aufgrund seiner geringer Dichte von nur 0,1785 g/l und der Unbrennbarkeit wird es auch als Traggas für Luftschiffe eingesetzt. Radioaktive Alpha-Strahlung besteht übrigens aus Helium-Atomkernen, also zwei Protonen.

Helium (He) hat die Ordnungszahl 2 und ein Kerngewicht von 4,0026/12 12C-Kohlenstoff.

Neon

Neon bedeutet "das Neue". Am bekanntesten ist dieser Stoff wohl durch die gleichnamigen Leuchtstoffröhren geworden, in denen es als Energieträger eingesetzt wird. Elektronen, die durch das Neon fliessen, heben es auf ein höheres Energieniveau an, d.h, dass Elektronen ihren Energiezustand wechseln. Beim Rückfall auf ein niedrigeres Niveau senden diese Elektronen schließlich die überschüssige Energie als Lichtstrahlen aus. Diese Art von Lampen besitzt eine hohen elektrischen Wirkungsgrad, da der Hauptteil der Energie der Lichtausbeute dient und nicht, wie beispielsweise bei herkömmlichen Glühlampen, in Wärme übergeht. Allerdings führt das auch zu einer charakteristischen Lichtfarbe, die bei Neon scharlachrot ist.

Neon (Ne) besitzt ein Kerngewicht von 20,183/12 12C-Kohlenstoff und ist unter der Ordnungszahl 10 im Periodensystem zu finden, hat mithin also zwei Perioden.

Krypton, Xenon, Radon

Krypton steht für "das Verborgene" Xenon hingegen für "das Fremde". Hauptanwendungsgebiet ist, wie bereits erwähnt, der Einsatz in Lampen. Früher glaubte man an eine absolute Reaktionslosigkeit von Edelgasen und nannte sie deshalb auch inert (iners latein. für träge). Heutzutage sind jedoch einige Dutzend Krypton- und Xenon-Verbindungen, vorwiegend mit Sauerstoff und Flour, bekannt, sodass diese Annahme revidert werden musste.

Im Gegensatz zu den vorangegangenen Edelgasen handelt es sich bei Radon um einen radioaktiven Stoff, d.h., dass dieser Stoff zerfällt und Strahlung dabei aussendet.

Krypton (Kr) wiegt das etwa 83,80fache des zwölften Teils von 12C-Kohlenstoff, hat die Ordnungszahl 36 und 4 Perioden, Xenon (Xe) (Ordnungszahl 54, Perioden 5) hingegen das 131,3 fache und Radon (Rn) (Ordnungszahl 86, Perioden 6) das 222-fache.