edelgassene

Periodesystemet. Last ned stor versjon av figuren (PDF)
En tabell med alle grunnstoffene
Lisens: CC BY SA 3.0

Edelgassene er grunnstoffer hvor det ytterste elektronskallet er fylt opp. I periodesystemet står edelgassene i gruppe 18 og er plassert helt til høyre i tabellen.

Det er syv edelgasser:

Det er stabile isotoper av de fem første gassene i gruppen, men ikke av de to siste.

Egenskaper

Edelgassene har en stabil elektronfordeling fordi det ytterste elektronskallet er fylt opp. Dette forklarer samtidig hvorfor edelgassene er lite reaktive, altså i liten grad danner forbindelser til andre stoffer. Liten reaktivitet er også grunnen til at de kalles edelgasser. På samme måte kalles enkelte lite reaktive metaller for edelmetaller.

Reaktiviteten øker nedover i gruppen av edelgasser. Det ser man også av dataene i tabellen nederst i denne artikkelen. Atomradien øker. Det samme gjør smeltepunktet og fordampningsvarmen. Dette viser at kreftene mellom atomene øker fra helium til xenon. Den økede størrelsen gjør også at de nederste edelgassene i gruppen reagerer med andre stoffer og danner kjemiske forbindelser, se edelgassforbindelser.

Ved romtemperatur består alle edelgasser av enkeltatomer. Det gjør de også som fast stoff og væske når temperaturen er lav. Det er liten forskjell på normalsmeltepunktet og kokepunktet.

Forekomst

Atomkjernen i et heliumatom utgjøres av en alfapartikkel. Når den tar opp to elektroner, dannes derfor et heliumatom. Naturgasskilder som ligger i kontakt med radioaktive mineraler kan derfor inneholde opp til 7–8 prosent helium. Argon i atmosfæren kommer på tilsvarende vis fra den radioaktive isotopen 40kalium.

Fremstilling

Helium kan separeres fra naturgass. De andre gassene fremstilles fra flytende luft ved fraksjonert destillasjon.

Bruk

Heliumgass brukes sammen med oksygen i dykkergass for å motvirke dykkersyke. Siden helium har et kokepunkt på bare 4,2 kelvin, brukes flytende helium i magneter som brukes til kjernemagnetisk resonans (NMR) og magnetisk resonanstomografi (MRI). Magneten er en spole laget av en legering som er supraleder kun ved en slik lav temperatur.

Argon brukes som beskyttelsesgass ved sveising av metaller og legeringer som ellers reagerer med oksygen og nitrogen i luften. Også ved mange metallurgiske og kjemiske prosesser brukes argon som beskyttelsesgass.

I belysningsteknikk benyttes også edelgasser. Vanlige glødelamper inneholder argon for å øke lysutbyttet og levetiden. I spesiallamper brukes også krypton og xenon for samme formål. I lysstoffrør og i reklamelys («neonrør») anvendes edelgasser.

Historie

I 1785 sendte Henry Cavendish gnister gjennom et avstengt volum luft og oksygen i kontakt med baser. Nitrogen og oksygen reagerer og gir nitrogenoksider som reagerer med basen. Men litt under en prosent av gassblandingen reagerte ikke. Hva som var igjen, kunne han ikke forklare. Svaret fant John William Strutt Rayleigh og William Ramsay mer enn 100 år senere.

Deres arbeid startet med noe mange ville synes var trivielt. Rayleigh ville bestemme tettheten av nitrogengass og fremstilte nitrogen på to måter: fra luft og fra ammoniakk. Han arbeidet meget nøyaktig, men fant til sin overraskelse at tettheten av nitrogen fra luft var litt høyere enn tettheten av nitrogen fra ammoniakk. Det tok lang tid før han fant forklaringen. Det skjedde først i samarbeid med Ramsay i 1894.

Den gangen var grunnstoffenes periodesystem akseptert, og der var det ikke plass til noe nytt grunnstoff. Men det var dette forskjellen i tetthet kom fra: nitrogen fra luft inneholdt et nytt grunnstoff, som var tyngre enn nitrogen (N2 har molekylmasse 28,2, og argon har 39,9). De prøvde å få den nye gassen til å reagere kjemisk, men forgjeves. De kalte den derfor argon, som betyr «doven».

Det optiske spektret av gassen viste at det var et nytt grunnstoff. I 1904 fikk Rayleigh Nobelprisen i fysikk for sine tetthetsbestemmelser og oppdagelsen av argon.

Rett etter dette forutsa Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (1838–1912) at argon tilhørte en gruppe lignende gasser, og han anga atommassen for de tre tyngste av dem. Som gruppe 18 lot de seg også innpasse i periodesystemet mellom halogenene og alkalimetallene. De ble funnet av Ramsay mellom 1895 og 1898, og for dette ble han tildelt Nobelprisen i kjemi i 1904. Lecoq hadde selv funnet flere nye grunnstoffer: gallium, dysprosium og samarium.

Da argon var så lite reaktivt, ble det en generell oppfatning at det samme gjaldt alle gassene i gruppe 18. Ingen forsøkte derfor å undersøke det nærmere før i 1962, da xenon ble funnet å reagere med fluor.

Noen fysikalske egenskaper til edelgassene

Navn Helium Neon Argon Krypton Xenon
AtomnummerSymbol 2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe
Atomvekt 4,0026 20,180 39,948 83,798 131,29
Smeltepunkt i kelvin 0,95 (under trykk) 24,48 83,78 116,6 161,3
Kokepunkt i kelvin 4,216 27,10 87,29 120,85 166,1
Atomradius i pikometer 128 160 174 198 218
Tetthet (av det faste stoffet) i gram per milliliter 1,444 1,656 2,823 3,540
Fordampningsvarmen ΔH i kJ/mol 0,082 1,736 6,53 9,05 12,65
Forekomst i ppm (parts per million) i atmosfæren (volum) 5,24 18,2 9340 1,14 0,086

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer (4)

skrev John Engebretsen

Under "Les mer i Store norske leksikon" mangler "radon".

svarte Ida Scott

Takk for innspill, det er nå lagt til. Vennlig hilsen Ida Scott, redaksjonen.

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg