Typische Eigenschaften von Edelgasen
Edelgase wie Helium und Neon sind chemische Elemente aus der achten Hauptgruppe, die kaum reaktionsfreudig sind. Erfahre mehr über ihre stabile Edelgaskonfiguration, schwachen Atombindungskräfte und niedrigen Schmelzpunkte. Interessiert? All das und vieles mehr kannst du im folgenden Text entdecken!
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Grundlagen zum Thema Typische Eigenschaften von Edelgasen
Edelgase – Chemie
Edelgase sind dir wahrscheinlich im Alltag schon oft begegnet. Die Edelgase befinden sich in Leuchtstoffröhren (Neon-Leuchtstoffröhren), in Autoscheinwerfern oder in einem Heliumballon. Was Edelgase sind und welche Eigenschaften sie haben, erfährst du im folgenden Text.
Edelgase – Definition
Edelgase befinden sich in der achten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Dabei sind Edelgase Elemente, die chemisch faul – also sehr reaktionsträge – sind. Zu den Edelgasen gehören folgende Elemente:
- Helium ($\ce{He}$)
- Neon ($\ce{Ne}$)
- Argon ($\ce{Ar}$)
- Krypton ($\ce{Kr}$)
- Xenon ($\ce{Xe}$)
- Radon ($\ce{Rn}$)
Reaktionsträgheit von Edelgasen
Allen Edelgasen ist gleich, dass sie chemisch sehr reaktionsträge sind, sodass sie nicht mit anderen Verbindungen oder Elementen reagieren. Grund dafür ist, dass die Atome der Edelgase abgeschlossene, also vollständig gefüllte, Elektronenschalen besitzen, was als Edelgaskonfiguration bezeichnet wird. Einfach erklärt sind die Edelgase also sehr stabil und chemisch träge.
Edelgase – Atombau und Moleküle
Edelgase sind atomar, d. h., sie bestehen nur aus einem Atom. Anders ist das beispielsweise bei Sauerstoff ($\ce{O2}$), welches aus zwei Sauerstoffatomen besteht und somit ein Molekül bildet. Durch die Edelgaskonfiguration sind die Edelgase sehr stabil und die Kräfte zwischen den Atomen sind gering.
Edelgase – Eigenschaften
Die Edelgase haben allesamt sehr ähnliche Eigenschaften. Die Siede- und Schmelzpunkte der Edelgase liegen sehr dicht beieinander und sind sehr niedrig. Tabellarisch wird ein Steckbrief der Edelgase über die Siede- und Schmelzpunkte gezeigt.
| Schmelzpunkt in $\pu{°C}$ | Siedepunkt in $\pu{°C}$ | |
|---|---|---|
| Helium ($\ce{He}$) | $-272,2$ | $-268,9$ |
| Neon ($\ce{Ne}$) | $-248,6$ | $-246$ |
| Argon ($\ce{Ar}$) | $-189,4$ | $-185,8$ |
| Krypton ($\ce{Kr}$) | $-157,36$ | $-152$ |
| Xenon ($\ce{Xe}$) | $-111,8$ | $-108,1$ |
| Radon ($\ce{Rn}$) | $-71$ | $-61,8$ |
In der Aufzählung findest du weitere Eigenschaften der Edelgase. Edelgase sind:
- geruchlos,
- geschmacklos,
- ungiftig, Radon ist allerdings radioaktiv,
- erstickend, da sie Sauerstoff verdrängen,
- farblos,
- liefern unter elektrischer Spannung farbiges Licht.
Das Video Typische Eigenschaften von Edelgasen
In diesem Video lernst du die typischen Eigenschaften der Edelgase kennen. Bei Edelgasen handelt es sich um einatomige Elemente der achten Hauptgruppe, die sehr reaktionsträge sind und allesamt ähnliche Eigenschaften aufweisen. Die Verwendung von Edelgasen ist sehr vielfältig. Beispielsweise befindet sich das Edelgas Helium in Ballons, damit diese in der Luft schweben. Doch auch als Schutzgase finden sie Verwendung aufgrund ihrer Reaktionsträgheit. Die größten Edelgasvorkommen finden wir in unserer Atmosphäre, allerdings ist ihr Anteil sehr gering und sie können nur in sehr aufwendigen Verfahren gewonnen werden.
Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen oder dein Referat über Edelgase vorzubereiten. Viel Spaß!
Transkript Typische Eigenschaften von Edelgasen
Hallo und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um die chemischen Elemente Helium He, Neon Ne, Argon Ar, Krypton Kr, Xenon Xe und Radon Rn. Man nennt sie auch die Edelgase. Das Video heißt "Typische Eigenschaften von Edelgasen". Du kennst bereits das Periodensystem der Elemente und du kannst den Begriff "chemisches Element" erklären. Nachher kannst du typische Eigenschaften der Edelgase aufzählen und erläutern. Der Film besteht aus fünf Abschnitten. Erstens: Edle Stoffe, Zweitens: Die Edelgase sind reaktionsträge, Drittens: Atombau und Moleküle, Viertens: Schmelz- und Siedepunkte und Fünftens: Weitere Eigenschaften. Erstens: Edle Stoffe. Beim Begriff "edle Stoffe" denkt man zuerst meist an Edelmetalle oder an Edelsteine. Bei den Edelgasen meint man jedoch damit etwas anderes. Edelgase sind Elemente, die chemisch faul sind. Zweitens: Die Edelgase sind reaktionsträge. Die meisten bekannten Gase gehen chemische Reaktionen ein. Ohne Sauerstoff gibt es kein Feuer. Auch der Stickstoff reagiert, allerdings muss es dazu blitzen. Und selbst Kohlenstoffdioxid reagiert, denn ein Metallbrand wird von diesem Gas munter unterstützt. Allein die Edelgase reagieren mit praktisch keinen anderen Stoffen, sie sind chemisch unwahrscheinlich träge. Drittens: Atombau und Moleküle. Edelgase bestehen aus einzelnen Atomen, sie sind atomar. Bei allen anderen Gasen ist das nicht so. Das Sauerstoffmolekül besteht aus zwei Sauerstoffatomen, ein Stickstoffmolekül besteht aus zwei Stickstoffatomen, das Kohlenstoffdioxidmolekül besteht aus einem Atom Kohlenstoff und zwei Sauerstoffatomen. In allen drei Beispielen bestehen die Gase aus Molekülen und dafür gibt es Ursachen. Die Atome der Edelgase besitzen abgeschlossene Schalen von Elektronen, sie sind perfekt und dadurch stabil, wie zum Beispiel im Neonatom. Man nennt so einen elektronischen Aufbau auch Edelgaskonfiguration. Daher sind die Edelgase chemisch träge. Die Edelgaskonfiguration führt aber noch zu einer zweiten Folge. Die Kräfte zwischen den Edelgasatomen sind nur gering. Viertens: Schmelz- und Siedepunkte. Beim Betrachten der Grafik sieht man sofort, dass Schmelz- und Siedepunkte bei den Edelgasen dicht beieinander liegen. Es gibt aber noch einen anderen Fakt, der beeindruckend ist. Schauen wir uns einmal die Siedepunkte zweier Stoffe an: n-Hexan hat eine Masse von 86 atomaren Einheiten und eine Siedetemperatur von 69°C. Krypton hat fast die gleiche Masse mit 84 atomaren Einheiten, seine Siedetemperatur hingegen liegt bei -152°C. Das ist erheblich niedriger als beim n-Hexan. Wir können somit feststellen, dass die Edelgase sehr niedrig schmelzen und sieden. Fünftens: Weitere Eigenschaften. Alle Edelgase sind geruchlos und geschmacklos. Sie sind zwar ungiftig, wirken aber erstickend, denn die Menschen brauchen Sauerstoff. Sie sind farblos und liefern unter elektrischer Spannung farbiges Licht. So, und schon wieder am Ende. Ich hoffe, es hat euch etwas Spaß bereitet. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss!
Typische Eigenschaften von Edelgasen Übung
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Benenne die gezeigten Edelgase.
TippsOft sind die chemischen Symbole die Anfangsbuchstaben des Namens des Elements.
LösungDie chemischen Symbole dienen der Vereinfachung und einer Vereinheitlichung beim Aufschreiben. Für das Aufstellen von Reaktionsgleichungen sind sie auch unverzichtbar. Daher ist es wichtig, dass du die wichtigsten Elemente und ihre Symbole kennst. Im Periodensystem der Elemente findest du alle Symbole der Elemente.
-
Nenne Eigenschaften der Edelgase.
TippsNur Helium besitzt 2 Außenelektronen. Alle anderen Edelgase weisen 8 Außenelektronen auf.
Edelgase sind sehr stabil. Daher ist ihr Bestreben, Reaktionen einzugehen, äußerst gering.
LösungDie Edelgase wurden unter den Elementen relativ spät entdeckt, da ihre Anwesenheit nicht durch Reaktionen bemerkt werden kann. Sie führen sozusagen ihr Eigenleben. Die äußerst energiearme und damit stabile Elektronenkonfiguration der Edelgase macht die Bildung von stabilen Verbindungen überflüssig. Edelgase kommen daher auch in Natur nur atomar vor und nicht als Molekül.
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Erkläre, was du unter der Edelgaskonfiguration verstehst.
TippsJe weniger Energie eine Verbindung enthält, desto stabiler ist sie.
LösungDas Erreichen der Edelgaskonfiguration stellt eine Triebfeder von Reaktionen dar. Eine vollbesetzte Außenschale ist in sich abgeschlossen und stellt ein Energieminimum dar. Die Edelgase haben daher kein Interesse, Bindungen mit anderen Atomen einzugehen. Daher sind die Edelgase so reaktionsträge und stabil.
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Bestimme die Siedetemperaturen der folgenden Stoffe.
TippsWenn ein Stoff bei Raumtemperatur fest ist, besitzt er einen höheren Siedepunkt als ein Stoff, der bei Raumtemperatur flüssig ist.
LösungDie Edelgase weisen sehr geringe Kräfte zwischen den einzelnen Atomen auf. Dadurch sind die Kräfte, die den Stoff zusammenhalten, insgesamt äußerst gering. Die Siedepunkte der Edelgase liegen daher im sehr niedrigen Temperaturbereich. Neon beispielsweise siedet bei -246°C. Das ist sehr nahe am absoluten Nullpunkt von -273,15°C. Erdgas besteht größtenteils aus Methan. Dieses siedet dagegen bereits bei -162°C. Das ist zwar auch eine sehr niedrige Temperatur, aber es zeugt von den deutlich höheren Anziehungskräften zwischen den Methanmolekülen.
Wasser ist bei Raumtemperatur flüssig. Der Siedepunkt liegt also über 25°C. Wasser siedet, wie du weißt, bei 100°C. Es weist starke intermolekulare Kräfte auf und besitzt daher einen viel höheren Siedepunkt als Verbindungen mit vergleichbaren Molekülmassen.
Bei dem Feststoff handelt es sich um ein Salz. Hier wirken die sehr starken elektrostatischen Anziehungskräfte, die Coulomb-Kräfte. Dadurch wird viel Energie benötigt, um die Teilchen des Salzes, die Ionen, in die Gasphase zu bringen. Salze besitzen daher einen hohen Siedepunkt.
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Gib die Gründe für die Eigenschaften der Edelgase an.
TippsEdelgase brauchen keine Verbindungen eingehen, da sie auch als Atom bereits stabil sind.
LösungDie Edelgase sind die stabilsten Elemente des Periodensystems. Ihre Elektronenkonfiguration wird als Edelgaskonfiguration bezeichnet. Viele Elemente versuchen diese mithilfe der Bildung von Verbindungen zu erreichen, so z.B. $NaCl$, das Kochsalz. Das Natriumatom gibt ein Elektron ab und erhält so die Konfiguration von Neon. Das Chloratom nimmt ein Elektron auf und erhält so die Konfiguration von Argon. Da nun beide Elemente 8 Außenelektronen aufweisen, ist die Verbindung stabil.
Bei Edelgasen ist eine Reaktion nicht nötig, da sie bereits die Edelgaskonfiguration aufweisen. Daher sind sie reaktionsträge, kommen atomar vor, sind ungiftig und nicht brennbar. Die stabilen Atome beeinflussen sich gegenseitig nur wenig. Daher weisen Edelgase sehr geringe Siedepunkte auf.
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Gib Verwendungsmöglichkeiten von Edelgasen an.
TippsStrumpfhosen werden oft aus Nylon, einem Polymer, gefertigt.
Edelgase können mit elektrischem Strom zum Leuchten angeregt werden.
LösungAls die Edelgase entdeckt wurde, dauerte es nicht lange, bis erkannt wurde, dass sie zum Leuchten angeregt werden können. Daher stammen auch heute noch viele Verwendungen von Edelgasen aus dem Bereich der Lichttechnik. So werden Leuchtreklamen oft mit Neon betrieben.
Beim Tauchen kann der Stickstoff der Luft ersetzt werden. Stickstoff würde bei einem zu schnellen Aufsteigen aus der Tiefe anfangen als Gas aus dem Blut aufzusteigen. Das kann zum Tod führen. Durch den Einsatz von Helium im Atemgas kann das Aufsteigen beschleunigt werden.
Als Gas und Auftriebsmittel in Ballons kennen wir alle Helium. Es besitzt eine viel geringere Dichte als Luft und steigt daher nach oben.
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Das freut mich.
Alles Gute und viel Erfolg
Cooles und hilfreiches Video hat echt spaß gemacht es anzuschauen. Gut erklärt, hab alles verstanden.
Bei einer Halbwertszeit von 0,89 ms sind 1000 Tonnen des Elements 118 nach einer Sekunde vollständig zerfallen. In dieser Zeit wird die Startmasse mehr als eintausendmal halbiert. Kleine Massen folgen dem Zerfallsgesetz nicht mehr, da dieses statistisch ist.
Von 118 weiß man daher noch nicht einmal, ob es bei Raumbedingungen flüssig oder gasförmig ist. Verbindungen können nicht beschrieben werden, chemische Experimente sind nicht durchführbar.
118 ist daher chemisch völlig uninteressant, weil de facto nicht existent.
Mit freundlichen Grüßen aus Berlin
Bei einer Halbwertszeit von 0,89 ms sind 1000 Tonnen des Elements 118 nach einer Sekunde vollständig zerfallen. In dieser Zeit wird die Startmasse mehr als eintausendmal halbiert. Kleine Massen folgen dem Zerfallsgesetz nicht mehr, da dieses statistisch ist.
Von 118 weiß man daher noch nicht einmal, ob es bei Raumbedingungen flüssig oder gasförmig ist. Verbindungen können nicht beschrieben werden, chemische Experimente sind nicht durchführbar.
118 ist daher chemisch völlig uninteressant, weil de facto nicht existent.
Mit freundlichen Grüßen aus Berlin
fehlt nicht noch das Element Ununoctium?