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Edelgase

Vergleich der Chemie sowie der Daten der chemischen Elemente der 18. Gruppe.



Als Edelgase oder Inertgase werden die chemischen Elemente der 18. Gruppe (Helium-Gruppe) bzw. der 8. Hauptgruppe im Periodensystem bezeichnet; diese Grundstoffe sind edel in Hinsicht auf ihre chemische Reaktionsträgheit, also Ihrem Widerstreben, chemische Verbindungen einzugehen, und unter Normalbedingungen - bezogen auf Temperatur und Druck - gasförmig, geruchlos, farblos und nicht brennbar. Im einzelnen sind es die 6 Elemente Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon; ob sich das Superschwere Element Oganesson auch wie ein Edelgas verhält ist derzeit noch unklar:

 

Allgemeine Daten

HeliumNeonArgonKryptonXenonRadonOganesson
Chemisches ZeichenHeNeArKrXeRnOg
Ordnungszahl21018364586118
Atommasse in u4,002602(2)20,1797(6)39,8883,798(2)131,293(6)[222][294]
Entdeckung1868189818941898189818992006
CAS-Nummer7440-59-77440-01-97440-37-17439-90-97440-63-310043-92-254144-19-3

 

Der edle Charakter dieser inerten Gase sowie viele ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften liegen in der Atomstruktur - insbesondere in der Elektronenhülle - begründet; betrachtet man die Elektronenkonfigurationen der einzelnen Mitglieder, dann erkennt man folgendes Muster: Alle Atomorbitale sind mit der höchst möglichen Anzahl an Elektronen besetzt; keines der Orbital ist unbesetzt.

 

 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f7s7pKurzform
He21s2
Ne226[He] 2s2 2p6
Ar22626[Ne] 3s2 3p6
Kr226261026[Ar] 3d10 4s2 4p6
Xe2262610261026[Kr] 4d10 5s2 5p6
Rn2262610261014261026[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
Og2262610261014261014261026[Rn] 5f14 6d10 7s2 7p6

 

Die vollständig besetzten Atomorbitale - die so genannte Edelgaskonfiguration - befinden sich in einem energetisch günstigen Zustand; jede Abgabe oder auch Aufnahme eines Elektrons würde diese Energiebilanz negativ beeinflussen. Daher zeigen die Edelgase unter normalen Reaktionsbedingungen praktisch keinerlei Tendenz, anderen Elementen Elektronen für chemische Bindungen bereitzustellen und Edelgas-Verbindungen zu bilden. Gleichzeitig liegen die Edelgase einatomig vor.

Als erste Edelgas-Verbindung überhaupt wurde 1962 das Xenonhexafluoroplatinat(IV) XePtF6 synthetisiert. Die Substanz ist äußerst instabil und nur bei sehr tiefen Temperaturen isolierbar. Als stabilste Edelgas-Verbindung gilt das Xenonhexafluorid XeF6, das zum Beispiel durch längeres Erhitzen von Xenon mit Fluor in einem Überschuss von 1 zu 20 bei 300 °C und einem Druck von 200 - 300 bar dargestellt werden kann.

 

Tabelle: Eigenschaften der Edelgase

Daten und Eigenschaften der Edelgase unter normalem Druck (1013 hPa). Daten für Oganesson sind nicht aufgeführt, weil sie bisher noch nicht bestimmt werden konnten.

EigenschaftHeNeArKrXeRn
Schmelzpunkt [°C]--248,59-189,34-157,37-111,75-71
Siedepunkt [°C]-268,928-246,046-185,848-153,415-108,099-61,7
Dichte, Gas, 0°C
[kg m3]
0,17520,90001,78393,74935,89719,73
Verdampfungswärme
[kJ mol-1]
0,081,746,529,0512,6518,1
Löslichkeit in Wasser
bei 20 °C [cm3 kg-1]
8,6110,533,659,4108,1230
Kristallstrukturhcpfccfccfccfccfcc
Gitterparameter [pm]a = 353,1
c = 569,3
a = 443a = 526a = 572a = 620a = 655

 

Ionisierungsenergien der Edelgase

Die nachfolgende Tabelle führt die Ionisierungsenergie - auch Ionisationsenergie, Ionisierungspotential oder Ionisierungsenthalpie genannt - der einzelnen Edelgas-Atome in Elektronenvolt pro Atom (eV/Atom) sowie in Kilojoule pro Mol (kJ mol-1) auf; es gilt: 1 eV/Atom = (96,485 333 ± 0,000 002) kJ/mol. Die Ionisierungsenergie Ei ist hier als die erforderliche Energie definiert, um das genannte Elektron endgültig von einem Edelgas-Atom zu trennen und dieses zu ionisieren.

X. IEHeNeArKrXeRn
1. Ei in eV
1. Ei in kJ/mol
24,587387
2372,322222
21,56454‬
2080,66182
15,759610
1520,571219
13,99961
1350,757033
12,12984‬
1170,35165
10,7485
1037,0726
2. Ei in eV
2. Ei in kJ/mol
54,417760
5250,515695
40,96296
3952,32484
27,62966
2665,85695
24,35984
2350,36727
20,9750
2023,7799
3. Ei in eV
3. Ei in kJ/mol
63,45
6121,99
40,74
3930,81
36,950
3565,133
32,1230
3099,3984

 

Die Linienspektren der Edelgase

Spektrallinien der Edelgase im sichtbaren Frequenz-Bereich zwischen 400 und 700 Nanometern (nm).

 

Helium-Spektrallinien

Helium-Spektrallinien

 

Neon-Spektrallinien

Neon-Spektrallinien

 

Argon-Spektrallinien

Argon-Spektrallinien

 

Krypton-Spektrallinien

Krypton-Spektrallinien

 

Xenon-Spektrallinien

Xenon-Spektrallinien

 

Radon-Spektrallinien

Radon-Spektrallinien

 

 


Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 06. Mai 2020.



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