Edelgase

Edelgase, Bezeichnung für die sechs gasförmigen chemischen Elemente, die die 0. bzw. 8. Hauptgruppe des Periodensystems bilden (auch Gruppe 18). In der Reihenfolge aufsteigender Atommasse sind dies die Gase Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon.

Lange Zeit waren die Chemiker davon überzeugt, dass die Edelgase völlig inert sind, d. h. mit anderen Elementen oder mit Verbindungen chemisch nicht reagieren können, weil die äußere Elektronenschale ihrer Atome vollständig gefüllt ist (siehe hierzu auch Oktettregel). Zumindest für die vier schwersten Edelgase Argon, Krypton, Xenon und Radon trifft das aber nicht zu. Im Juni 1962 konnte der in Kanada lebende englische Chemiker Neil Bartlett erstmals eine Komplexverbindung des Xenons herstellen. Bartlett ließ Xenon mit Platinhexafluorid reagieren. Im Juli des gleichen Jahres gelang dem deutschen Chemiker Rudolf Hoppe die Darstellung von Xenon(II)-fluorid XeF₂. Diese Ergebnisse wurden von Wissenschaftlern am Argonne National Laboratory in Illinois bestätigt. Sie synthetisierten außerdem Xenontetrafluorid XeF₄ und später Verbindungen von Radon und Krypton. Während Kryptonverbindungen sehr schwierig herzustellen sind, reagieren Xenon und Radon relativ leicht mit Fluor. Inzwischen wurden noch andere Verbindungen dieser beiden Edelgase hergestellt. Die erste Argonverbindung konnten finnische Chemiker im Sommer 2000 isolieren.

Die Anziehungskräfte zwischen dem Atomkern und den äußersten Elektronen sind bei den drei schwersten Edelgasen aufgrund des hohen Kern-Elektron-Abstands und wegen der Wechselwirkung mit den inneren Elektronen gering. Dadurch ist die Energie, die bei der Bildung von Xenon- oder Radonfluorid gewonnen wird, größer als die zum Ablauf der jeweiligen Reaktion aufzuwendende Energie. Beide Verbindungen sind stabil, stellen jedoch starke Oxidationsmittel dar. Verbindungen des Radons haben kaum Bedeutung, weil dieses Edelgas radioaktiv ist; seine Halbwertszeit beträgt 3,82 Tage. Verbindungen von Helium, Neon und Argon, bei denen sich die Elektronen dichter am Atomkern befinden, können nicht erzeugt werden.

Verflüssigte, unter Druck stehende Edelgase, vor allem das Xenon, werden in der Infrarotspektroskopie als Lösungsmittel verwendet. Ihr Vorteil dabei ist ihre Durchlässigkeit im Infrarotbereich, so dass die Spektren der gelösten Substanzen nicht abgeschwächt werden. Argon wird beim Schweißen als Schutzgas eingesetzt, Helium dient u. a. beim Tauchen in größeren Tiefen als Atemhilfsmittel.