Edelgase

Was sind Edelgase? Stellung im Periodensystem

Edelgase sind die Elemente in der letzten Spalte ganz rechts im Periodensystem, der Gruppe 18. Dazu gehört auch das künstlich hergestellte Oganesson (Og). Im Folgenden geht es um die sechs natürlich vorkommenden Edelgase. Alle Edelgase stehen dort untereinander, weil ihre Atome eine Gemeinsamkeit haben: Die äußerste Elektronenschale ist voll besetzt. Daraus folgen fast alle ihre Eigenschaften.

Der Name passt gut. Wie ein „edles“ Metall, etwa Gold, reagiert ein Edelgas kaum mit anderen Stoffen.

Welche natürlichen Edelgase gibt es?

Es gibt sechs natürlich vorkommende Edelgase. Die Tabelle zeigt die sechs natürlichen Edelgase von oben nach unten im Periodensystem, mit Siedepunkt bei Normaldruck und Gasdichte bei 0 °C und Normaldruck.

Von oben nach unten werden die Atome größer und schwerer. Deshalb steigen Siedepunkt und Dichte an.

Eigenschaften der Edelgase

Alle Edelgase haben einige gemeinsame Eigenschaften:

• Gasförmig: Bei Raumtemperatur sind die sechs natürlichen Edelgase Gase. Helium hat mit −268,9 °C sogar den niedrigsten Siedepunkt aller Stoffe.
• Einatomig: Edelgase bilden keine Moleküle. Sauerstoff kommt als O₂ vor, Argon dagegen als einzelne Ar-Atome.
• Reaktionsträge: Sie gehen kaum chemische Reaktionen ein.
• Teil der Luft: Argon macht etwa 0,934 % der trockenen Luft aus und ist nach Stickstoff und Sauerstoff ihr dritthäufigster Bestandteil. Neon, Helium, Krypton und Xenon kommen nur in Spuren vor.
• Radon ist radioaktiv: Es entsteht beim Zerfall von Radium.

Warum sind Edelgase so reaktionsträge?

Volle Außenschale = zufriedenes Atom

Edelgase reagieren kaum, weil ihre Außenschale schon voll besetzt ist. Bei Neon, Argon und den schwereren Edelgasen sind das acht Außenelektronen, ein sogenanntes Oktett. Helium hat nur eine Schale, die mit zwei Elektronen voll ist.

Diese Edelgaskonfiguration ist ein besonders stabiler Zustand. Viele Atome können bei Reaktionen ebenfalls eine Edelgaskonfiguration erreichen: Sie geben Elektronen ab, nehmen welche auf oder teilen sie. So entstehen zum Beispiel Ionen bei der Ionenbindung. Ein Edelgasatom hat diesen Zustand schon. Es hat keinen Grund, Elektronen abzugeben, aufzunehmen oder sich mit einem zweiten Atom zu einem Molekül zu verbinden. Darum ist jedes Edelgas einatomig.

Warum Edelgase oft keine Elektronegativität haben

Die Elektronegativität gibt an, wie stark ein Atom in einer Bindung Elektronen zu sich zieht. Weil Edelgase kaum Bindungen eingehen, lässt sich dieser Wert nur schwer bestimmen. In vielen Periodensystemen steht bei ihnen deshalb kein Wert.

Ganz unreaktiv sind Edelgase aber nicht. 1962 stellte Neil Bartlett mit Xenonhexafluoroplatinat (XePtF₆) die erste Edelgasverbindung her.

Verwendung der Edelgase

Edelgase werden vor allem dort verwendet, wo ihre Reaktionsträgheit nützt: Sie umgeben Stoffe, die sonst mit Luft reagieren würden, und schützen sie so. Helium hat die geringste Dichte aller Edelgase und ist leichter als Luft. Deshalb steigen mit Helium gefüllte Ballons auf. Wegen seines extrem niedrigen Siedepunkts eignet sich flüssiges Helium außerdem zum Kühlen auf sehr tiefe Temperaturen.

Entdeckung der Edelgase

Die Edelgase wurden erst spät entdeckt, weil sie mit kaum etwas reagieren.