Was sind Edelgase und welche Anwendungen haben sie?

Was sind Edelgase? Die wichtigsten Informationen

Was sind Edelgase? Man nennt sie Inertgase, also flüchtige Substanzen mit einem niedrigen Molekulargewicht. Wenn man sich die Lehrbuchmodelle der Edelgasatome anschaut, wird man schnell erkennen, dass sie eine sehr einfache, einatomige Struktur haben, die keine größeren Gruppen und Moleküle bilden.

Edelgase zeichnen sich vor allem durch ihre Leichtigkeit und ihre Reaktivität nahe Null aus. Diese Elemente existieren in einem freien Zustand im Universum. Auf der Erde gibt es nur relativ wenige, die meist unter Laborbedingungen und in spezialisierten Produktionsanlagen entstehen. Wie kann Edelgas gewonnen werden? Zu diesem Zweck wenden die Laboranten die Methode der Destillation der verflüssigten Luft an.

Welche Edelgase wurden in den letzten 200 Jahren entdeckt? Die Liste ist kurz. Suchen Sie in der Suchmaschine das Periodensystem der Elemente und achten Sie auf die letzte, achtzehnte Spalte. Die Gruppe besteht aus 6 Elementen:

• Helium (He),
• Neon (Ne),
• Argon (Ar),
• Krypton (Kr),
• Xenon (Xe),
• Radon (Rn).

Diese Elemente können verschiedene chemische Verbindungen, Oxide und Sauerstoffsäuren bilden.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Edelgasen

Was sollte man über die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Edelgasen wissen? Zweifellos gehören diese Stoffe zu den wertvollsten und faszinierendsten Elementen, die der Mensch je kennengelernt hat. Wie der Name schon sagt, haben Edelgase einen flüchtigen Aggregatzustand und sind leichter als Luft. Welche gemeinsamen Merkmale haben Edelgase? Diese Elemente sind:

• geruchlos und farblos,
• leicht,
• sehr schwer zu verflüssigen (Kondensationstemperatur von Helium beträgt 268,93°C!),
• siedend und schmelzend bei niedrigen Temperaturen.

Lösen sich die Edelgase in Wasser? Diese Elemente sind in wässriger Umgebung schlecht löslich.

Besondere Aufmerksamkeit verdient die Reaktivität der Edelgase. Sind die Edelgase aktiv oder chemisch inaktiv? Interessanterweise treten sie in keine chemischen Reaktionen mit anderen Elementen ein (sie sind also chemisch passiv). Je schwerer das Gas ist, desto mehr nimmt seine Fähigkeit zu, mit anderen Molekülen zu reagieren. Warum sind Edelgase chemisch gering aktiv?  Dies ist darauf zurückzuführen, dass sie in ihrer Valenzschale einen Satz von gepaarten Elektronen haben, was automatisch dazu führt, dass keine neuen Paare gebildet werden können. Das Vorhandensein vollständiger Elektronenhüllen erklärt auch, warum Edelgase keine Elektronegativität aufweisen.  Sie sind nämlich stabil und ziehen keine externen Elektronen an.

Edelgase und ihre Elektronenkonfiguration

Elektronenkonfiguration ist die Aufzeichnung der Struktur von Atomen verschiedener Elemente und der Anordnung der Elektronen, die sich auf ihrer Hüllen befinden. Wie sieht der Aufbau von Edelgasen aus? Sie haben ein sehr vereinfachtes Schema der Elektronenkonfiguration – die einfachste Darstellung betrifft Helium und lautet: 1s2 (s steht für die Unterhülle des Atoms). Eine komplexere Struktur haben Xenon (4d10 5s2 5p6) oder Argon (1s22s22p63s23p6) und andere Edelgase, die aus mehreren Hüllen und einer unterschiedlichen Anzahl von Elektronen bestehen.

Dichte der Edelgase

Wenn wir über die Eigenschaften von Gasen sprechen, ist die Dichte der Gase nicht zu übergehen. Helium ist das Edelgas mit der geringsten Dichte von 0,1785 kg/m³, was es etwa 7 Mal leichter macht als Luft! Zum Vergleich: Die Dichte von Argon beträgt 1,635 kg/m³, die Dichte von Neon: 0,824 kg/m³, Krypton: 3,430 kg/m³, Xenon 5,396 kg/m³ und Radon 9,078 kg/m³. Die angegebenen Dichteunterschiede sind recht groß, was sich unter anderem auf die Vielfalt der Einsatzbereiche von Edelgasen auswirkt.

Farben der Edelgase – wie leuchten Edelgase?

Im Netz gibt es oft Fragen aus der Serie: in welcher Farbe leuchten Edelgase?  Sie müssen jedoch wissen, dass Edelgase von sich aus keine Farben emittieren. Sie sind schließlich farblos! Der Farbton des Gases erscheint unter dem Einfluss von elektrischen Impulsen. Helium leuchtet dann hellgelb, Neon ist orangenfarben oder rot und Argon blau. Unter dem Einfluss des Stroms wird Krypton grün und Xenon blau, weiß oder violett.

Sind die Edelgase brennbar und können sie elektrischen Strom leiten?

Eine der wichtigsten chemischen Eigenschaften von Edelgasen ist ihre Nichtbrennbarkeit und das Fehlen einer Leitfähigkeit von elektrischer Energie. Diese flüchtigen Stoffe sind daher auch in Betrieben mit großer Gefahr von Zündungen und Bränden absolut sicher. Sie leiten hervorragend Wärmeenergie, sie leuchten, aber sie brennen nicht, wodurch sie vielfältige Anwendungen im täglichen Leben gefunden haben.

Die Verwendung von Edelgasen: Argon, Helium und Neon

Helium, Argon und Neon sind Elemente, die schon seit dem 19. Jahrhundert die Wissenschaftler und Investoren faszinieren. Die Menschheit ist ständig auf der Suche nach Antworten auf die Frage, wie die Edelgase, die der Mensch erst im zwanzigsten Jahrhundert in großem Maßstab einsetzte, verwendet werden können. Mit den Elementen He, Ar und Ne kommen Sie jeden Tag in Berührung. Sie kommen in vielen verschiedenen Gegenständen vor, die Sie verwenden – hier ist eine kurze Analyse, wofür Edelgase verwendet werden:

Helium

Sie assoziieren es wahrscheinlich mit dieser Art von Ballons für Kinder, die auf den Jahrmärkten in der Luft schweben, und zu Recht – es wird als Gas zum Füllen von Luftballons vermarktet. Helium ist es, das die bunten Luftballons in die Höhe fliegen lässt. Dieses Element wird auch verwendet für:

• Herstellung von Atemmischungen für professionelle Taucher,
• Produktion von Erdgas,
• Kühlanlagen,
• Schweißverfahren,
• Antrieb von Zeppelinen und Ballons zur Personenbeförderung.

Helium als leichtestes Gas hat auch in Laboratorien als Träger verschiedener Substanzen Anwendung gefunden. In der Industrie wird das Element auch zur Diagnose von Lecks in Anlagen, Tanks usw. eingesetzt.

Neon

Wenn Sie das Wort Neon hören, sehen Sie vor Ihrem geistigen Auge das leuchtende Schild eines Geschäfts oder die grellleuchtenden Werbetafeln der Stadt. Und das ist kein Wunder, denn Neon ist nicht nur der Name eines Elements – es ist auch eine elektrische Leuchtstofflampe (Werbung oder Dekoration), die aus farbigen Röhren besteht und seit den Anfängen des zwanzigsten Jahrhunderts bekannt ist. Was ist wissenswert über die Anwendungen von Neon? Derzeit wird es hauptsächlich verwendet für die Herstellung von:

• Beleuchtung (Lampen, Glühbirnen),
• Fotodioden,
• Laser,
• Komponenten von Fernsehgeräten.

Argon

Das Gas Argon wurde gegen Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt. Heute wird es unter anderem zur Herstellung von Glühbirnen, Energiesparfenstern und Halbleitern verwendet. Argon ermöglicht die Schaffung einer Schutzatmosphäre bei verschiedenen technologischen Prozessen, wie z. B.: Verpackung oder Schweißen. Es ist auch von unschätzbarem Wert für Labors und Chromatographie, es ist nützlich bei den Prozessen zur Trennung verschiedener Substanzen.

Edelgase – die Verwendung von Xenon, Krypton und Radon

Weitere Elemente aus der Gruppe der Inertgase sind: Xenon, Krypton und Radon. Wo werden diese Edelgase verwendet? Die Verwendung der Elemente Xe, Kr und Rn in der Industrie und Medizin ist wirklich beeindruckend. Hier ein kurzer Überblick über die wichtigsten Anwendungen dieser Gase:

• Xenon: verwendet für die Herstellung von Automobil-Xenonlampen, Blitzlampen für Fotoapparate, Stroboskopen, angewendet in der Medizin als Anästhetikum und als Hilfsmittel zur Bekämpfung der Auswirkungen von Hypothermie.
• Krypton: es wird hauptsächlich zum Befüllen von Glühlampen mit sehr hoher Leistung verwendet, nützlich bei der Herstellung von Leuchtstofflampen, Mehrscheiben-Isolierglas (es erfüllt die Funktion eines Isolators).
• Radon: dieses Edelgas fand vor allem in der Strahlentherapie (Krebsbehandlung) seine Anwendung.

Wissenschaftler und Geschäftsleute entdecken ständig neue Eigenschaften und Anwendungen von Edelgasen. Die Erforschung von Edelgasen geht weiter, die sich sowohl in der Medizin als auch in der Luftfahrt, in der Automobilindustrie und sogar im interplanetaren Transport als unschätzbar erwiesen haben! Leichte, nicht reaktive Gase bergen ein enormes Potenzial und gehören zweifellos zu den vielversprechendsten Rohstoffen der Zukunft.

Edelgase: interessante Einzelheiten, Fakten und Mythen

Im Zeitalter der Entwicklung der Wissenschaft möchten wir als Menschheit alles über Edelgase wissen, um ihre Eigenschaften optimal nutzen zu können. Die Edelgase, die der Mensch erst seit etwa 100 Jahren kennt, gehören jedoch immer noch zu den geheimnisvollsten Elementen. Welche Besonderheiten sind mit Edelgasen verbunden? Welche Fakten und Mythen über Edelgase sind wissenswert? Hier sind sie:

Radon ist krebserregend

In der Gruppe der Edelgase ist Radon das schwerste radioaktive Gas. Es kommt von Natur aus in Mineralien, Böden, Wasser und Gestein vor, von denen es in die Atmosphäre gelangt. Dieses Element gelangt leicht in die menschliche Lunge, da es in fast jedem Gebäude geringe Mengen zu finden sind. Laut den Informationen, die auf der Website von Gesundheitsbehörden verfügbar sind, beträgt die zulässige Norm für die Radonkonzentration in Innenräumen 300 Bq/m3/Jahr. Wo steigt dann die Wahrscheinlichkeit, an Lungenkrebs zu erkranken? In nicht ordnungsgemäß belüfteten Gebäuden mit undichten Wasser- und Abwassersystemen, die sich in geologisch instabilen Gebieten in der Nähe von uranhaltigem Gestein befinden.

Zur Gruppe der Edelgase gehört auch Oganesson.

Oganesson (Og) ist eines der neuesten Elemente, die vor 20 Jahren entdeckt wurden. Was weiß man darüber? Diese Substanz wurde künstlich gewonnen und seine Ordnungszahl ist 118. Offiziell wurde es erst 2016 in das Periodensystem der Elemente aufgenommen, aber es wurde noch nicht vollständig erforscht. In der Wissenschaft wird es nur symbolisch als Edelgas und Transuran klassifiziert, also ein radioaktives Element mit einer Ordnungszahl von mehr als 92 eingestuft.

Helium – das Gas, das die menschliche Stimme verändert

Wie kommt es, dass sich Ihre Stimme, nachdem Sie ein paar Atemzuge mit Helium gemacht haben, bis zur Unkenntlichkeit verändert? Helium bewirkt, das die Töne sehr schnell aus den Stimmbändern kommen. Wenn Sie also dieses Edelgas in Ihre Lungen pumpen, fangen Sie an, mit einer Stimme zu sprechen, die einem kleinen Kind oder Zeichentrickfiguren ähnelt. Natürlich ist es wichtig zu wissen, dass Helium an sich nicht schädlich ist, aber wenn Sie es zu lange in die Lunge lassen, kann es zu einer Hypoxie Ihres eigenen Organismus führen.