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: helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn) og oganeson (Og).
Det er stabile isotoper av de fem første edelgassene i gruppen. De to andre edelgassene har ingen ingen stabile isotoper.
At det ytterste elektronskallet er fylt opp gir edelgassene en stabil elektronfordeling. Dette forklarer hvorfor edelgassene er lite reaktive, altså i liten grad danner forbindelser til andre stoffer.
Liten reaktivitet er 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. Atomradien øker. Det samme gjør smeltepunktet og fordampningsvarmen. Det 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 er alle gasser som består av enkeltatomer. Som fast stoff og væske ved lav temperatur, består de også av enkeltatomer. Det er liten forskjell på normalsmeltepunktet og kokepunktet (se tabell nederst).
Forekomst
En alfapartikkel er atomkjernen i et heliumatom. Når alfapartikkelen tar opp to elektroner, dannes derfor et heliumatom. Naturgasskilder som ligger i kontakt med radioaktive mineraler, kan derfor inneholde opp til 7–8 % helium. Argon i atmosfæren kommer på tilsvarende vis fra den radioaktive isotopen kalium-40.
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. Da helium har et kokepunkt på bare 4,2 K 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 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.
Se for øvrig de enkelte grunnstoffene: helium, neon, argon, krypton og xenon
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 1 % av gassblandingen reagerte ikke. Hva som var igjen kunne han ikke forklare. Forklaringen 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. Den fant han først i samarbeid med Ramsay i 1894. Den gang 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 tyngre enn nitrogen (N2 molekylmasse 28,2 og argon 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 Lord Rayleigh Nobelprisen i fysikk for sine tetthetsbestemmelser og oppdagelsen av argon.
Rett etter oppdagelsen forutsa 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 reaktiv, ble det en generell oppfatning at alle gassene i gruppe 18 var lite reaktive. 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 K | 0,95 (under trykk) | 24,48 | 83,78 | 116,6 | 161,3 |
| Kokepunkt i K | 4,216 | 27,10 | 87,29 | 120,85 | 166,1 |
| Atomradius i pm | 128 | 160 | 174 | 198 | 218 |
| Tetthet (av det faste stoffet) i g/mL | 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 i atmosfæren (volum) | 5,24 | 18,2 | 9340 | 1,14 | 0,086 |