Edelgassene

Grunnstoffene i gruppe 18 omfatter helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) og radon (Rn).

De har alle en meget stabil elektronkonfigurasjon hvor alle ”plassene” i det ytterste elektronskallet er fylt opp.

Foto: Phillip Slawinski

I elementær form består disse grunnstoffene av enkeltatomer og de er alle gasser ved romtemperatur. Fellesnavnet på gruppen er edelgassene; dette fordi de er svært lite reaktive. Lenge trodde man ikke det kunne lages forbindelser av edelgassene i det hele tatt. I 1962 ble likevel den første edelgassforbindelsen XePtF6 syntetisert. Senere har det blitt laget mange xenonforbindelser og noen få forbindelser av Ar og Kr. Slike forbindelser dannes først og fremst mellom de tyngste edelgassene og de mest elektronegative grunnstoffene fluor og oksygen.

Edelgassene inngår dessuten i en gruppe stoffer som kalles klatrater. Dette er ikke kjemiske forbindelser, men fysiske forbindelser hvor edelgassene er fanget i hulrom i nettverk dannet av molekyler. Et eksempel er vannmolekyler som holdes sammen av hydrogenbindinger og danner klatrater med sammensetningen X.6H2O hvor X er en edelgass.

Vi finner alle edelgassene unntatt radon i atmosfæren.

Konsentrasjonene er

  • He 5.2 ppm
  • Ne 18 ppm
  • Ar 0.93 %
  • Kr 1.1 ppm
  • Xe 0.08 ppm

Radon er radioaktiv, med meget kort levetid og gassen er dermed tilstede kun i spormengder.

Fremstilling

Edelgassene fremstilles ved fraksjonert destillasjon (de forskjellige bestanddelene kokes av en etter en) av flytende luft.

Kokepunktene for de viktigste bestanddelene av luft er (i °C)

  • He -269
  • Ne -246
  • N2 -196
  • Ar -186
  • O2 -183
  • Kr -152
  • Xe -107

Tre fraksjoner skilles først. He og Ne-rik nitrogen; Ar og N2-rik oksygen samt Kr og Xe-rik oksygen. He og Ne skilles deretter fra nitrogenet ved absorbsjon med aktivt kull og etterfølgende fraksjonert destillering. Ar og N2 skilles fra O2 ved at oksygenet og nitrogenet reageres med svovel eller hydrogen samt magnesium eller kalium. Alternativt benyttes fraksjonert destillasjon. Kr og Xe skilles fra O2 ved en ny fraksjonert destillasjon. Helium uvinnes dessuten fra heliumholdige mineraler som U3O8, CePO4 og ThO2.

Flyktige

Alle edelgassene er meget flyktige og smeltepunktene ligger kun noen få grader lavere enn kokepunktene (oppgitt i °C)

  • He -272
  • Ne -249
  • Ar -189
  • Kr -157
  • Xe -112
  • Rn -71

Grunnen til dette er at edelgassene består av enkeltatomer og kun er holdt sammen av dispersjonskrefter (van der Waals vekselvirkninger). Koke og smeltepunktene øker nedover i gruppen siden større elektronskyer gir større lokale polariseringer og dermed større dispersjonskrefter.

Edelgassene anvendes i første rekke fordi de er svært lite reaktive. Dessuten i glødelamper og i neonbelysning siden de lett danner høyintensitet plasma. Helium er dessuten en vanlig brukt kryogen væske (avkjølingsvæske).

 

 

Av Svein Stølen
Publisert 20. apr. 2011 07:47 - Sist endret 20. apr. 2011 08:11