Edelgase - Eine Reise Durch Das Periodensystem

essentials Essentials liefern aktuelles Wissen in konzentrierter Form. Die Essenz dessen, worauf es als „State-of-the-Art“ in der gegenwärtigen Fachdiskussion oder in der Praxis ankommt. Essentials informieren schnell, unkompliziert und verständlich • als Einführung in ein aktuelles Thema aus Ihrem Fachgebiet • als Einstieg in ein für Sie noch unbekanntes Themenfeld • als Einblick, um zum Thema mitreden zu können. Die Bücher in elektronischer und gedruckter Form bringen das Expertenwissen von Springer-Fachautoren kompakt zur Darstellung. Sie sind besonders für die Nutzung als eBook auf Tablet-PCs, eBook-Readern und Smartphones geeignet. Essentials: Wissensbausteine aus den Wirtschafts, Sozial- und Geisteswissenschaften, aus Technik und Naturwissenschaften sowie aus Medizin, Psychologie und Gesundheitsberufen. Von renommierten Autoren aller Springer-Verlagsmarken. Hermann Sicius Edelgase Eine Reise durch das Periodensystem Der Verlag. etwaige Fehler oder Äußerungen.com) .d-nb.Dr. Handelsnamen. Springer Spektrum © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt.1007/978-3-658-09815-5 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie. Hermann Sicius Dormagen Deutschland Gewidmet: Susanne Petra Sicius-Hahn Elisa Johanna Hahn Fabian Philipp Hahn ISSN 2197-6708 ISSN 2197-6716 (electronic) essentials ISBN 978-3-658-09814-8 ISBN 978-3-658-09815-5 (eBook) DOI 10. die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus. dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Fachmedien Wiesbaden ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media (www. Übersetzungen. dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Warenbezeichnungen usw. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen. detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb. die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist. Bearbeitungen. Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. ausdrücklich oder implizit. Gewähr für den Inhalt des Werkes. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen.springer. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme. bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags.de abrufbar. Jede Verwertung. Was Sie in diesem Essential finden können • Eine umfassende Beschreibung von Herstellung. Eigenschaften und Verbindungen der Edelgase • Aktuelle und zukünftige Anwendungen der Edelgase • Ausführliche Charakterisierung der einzelnen Edelgase V . 6 Radon �� 27 5.3 Argon �� 17 5.2 Neon �� 14 5.5 Xenon �� 23 5.1 Physikalische Eigenschaften �� 7 4.2 Chemische Eigenschaften �� 7 5 Einzeldarstellungen �� 9 5.7 Ununoctium �� 31 Literatur �� 33 VII . Trennung und Herstellung �� 5 4 Eigenschaften �� 7 4.1 Helium �� 9 5.Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung �� 1 2 Geschichte und Vorkommen �� 3 3 Aufarbeitung.4 Krypton �� 20 5. sind also bereits seit langem bekannt und in zahlreichen technischen Anwendungen im Einsatz. Xenon. Helium als Füllgas für Ballons. Wasserstoff. Synonyme haben Sie sicher bereits gehört. von denen zur Zeit noch vier Positionen unbesetzt sind. Xenonscheinwerfer … diese Begriffe bzw. essentials. Halbmetalle wie Arsen. Edelgase. Neon. so wird z. Elemente werden eingeteilt in Metalle (z. B. Die in diesem Buch vorgestellten Edelgase Helium. Sie befinden sich im Periodensystem in der achten Hauptgruppe (H 8).1) bis zu 118 Elemente auf. Argon. 1. aus Natrium und Chlor die chemische Verbindung Natriumchlorid. Sicius. Einschließlich der natürlich vorkommenden sowie der bis in die jüngste Zeit hinein künstlich erzeugten Elemente nimmt das aktuelle Periodensystem der Elemente (Abb. Eisen. Sauerstoff. Krypton. Aber was steckt dahinter? Welche weiteren Mitglieder hat diese Familie von Elementen? Die Edelgase. haben teilweise für Gase sehr hohe Dichten und nur die schwereren unter ihnen sind in der Lage. Eisen. was sie so reaktionsträge sein lässt. Zink). Chlor. © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 H. B. Natrium. Calcium. wurden alle schon vor etwa hundert Jahren synthetisiert und charakterisiert.1 Einleitung Willkommen bei den Edelgasen! Im Periodensystem stehen sie in der achten Hauptgruppe. Neonreklame. Tellur sowie Nichtmetalle wie beispielsweise Sauerstoff. also Kochsalz. Radon und Ununoctium sind ebenso chemische Elemente wie die viel bekannteren Schwefel. Die meisten Elemente können sich untereinander verbinden und bilden so chemische Verbindungen. Jod oder Neon. Selen.1007/978-3-658-09815-5_1 1 . chemische Verbindungen zu bilden. Alle Edelgase sind bei Raumtemperatur gasförmig. Kupfer oder Gold. DOI 10. mit Ausnahme des Ununoctiums. ihre Atome besitzen alle eine abgeschlossene Elektronenkonfiguration. Ϯ Eϯ Eϰ Eϱ Eϲ Eϳ Eϴ Eϵ EϭϬ Eϭ EϮ .ϳ .ϲ . anders als z. Die Einzeldarstellungen der insgesamt sieben Vertreter der Gruppe der Edelgase enthalten dabei alle wichtigen Informationen über das jeweilige Edelgas.H $W 5Q 8XV 8XR 7P 0G /U +DOEPHWDOOH 11HEHQJUXSSHQ Abb. 5E &V )U +H % %H 0J $O &D 6F 6U %D 5D < 7L =U 9 1E &U 0R 0Q 7F )H 5X /D +I 7D : 5H 2V $F /Q &H ! $Q 7K ! 5I 'E 3U 1G 3D 8 6J 3P 1S %K 6P 3X +V &R &X . Sauerstoff oder die Halogene.ϰ .ϯ . dass Edelgase nur unter extremen Bedingungen chemische Reaktionen eingehen. ähnlich wie dies bei den „Edelmetallen“ der Fall ist. Der Name „Edelgase“ ihrer Gruppe ist von ihrer geringen chemischen Reaktivität abgeleitet. dass ihre Atome nur vollständig gefüllte Atomorbitale besitzen. B.U 3W $X +J 0W *G $P &P 'V 7E %N 5J '\ &I *D 3G $J =Q 5K (X 5DGLRDNWLYH(OHPHQWH ++DXSWJUXSSHQ 1L &G &Q .2 1 Einleitung . Stickstoff. sondern sind einatomig und bei Raumtemperatur allesamt gasförmig.ϴ + /L 1D . miteinander keine Moleküle. . Sie bilden daher auch. dass ihre Elektronenschalen entweder vollständig mit Elektronen besetzt oder leer sind (Edelgaskonfiguration). Das bedeutet.ϭ .1 Periodensystem der Elemente Die Atome der Edelgase besitzen jeweils eine abgeschlossene Konfiguration der Elektronen in der äußeren Elektronenschale.U .Q 6L *H 6Q 3E 8XW & 7O +R (V (U )P )O 1 3 $V 6E 2 6 6H 7H %L 3R 8XS /Y <E /X 1R ) &O %U - 1H $U . Dadurch. 1. so dass nur eine kurze Einleitung vorangestellt wurde. erklärt sich der Umstand.ϱ . entfernten Raleigh und Ramsay den in einer Luftprobe vorhandenen Stickstoff durch Reaktion mit Magnesium vollständig und isolierten dabei ein noch unbekanntes Gas. essentials. 1868 entdeckten Janssen und Lockyer unabhängig voneinander eine gelbe Spektrallinie (λ = 587. das sie Helium nannten. 1900 entdeckte Dorn das Radonisotop 22286Rn als radioaktives Zerfallsprodukt des Radiums. nachdem er Stick. in der es eingeschlossen war (Römpp Online).und Sauerstoff miteinander zur Reaktion gebracht und die dabei entstehenden Stickoxide abgetrennt hatte. die Zusammensetzung der Luft genauer zu untersuchen. Edelgase. Sicius. Auf der Erde konnte es erstmals 1892 durch Spektralanalyse von Lava des Vulkans Vesuv nachgewiesen werden. DOI 10. Er führte seine Versuche aber nicht fort (Brock 1997). wei- © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 H. das sie Argon nannten (Brock 1997).5 nm) im Sonnenlicht (Kochhar 1991) und führten sie auf die Existenz eines bis zu diesem Zeitpunkt unbekannten Elements zurück. er nannte es zunächst Emanation (Em). dass die Luft außer Stickstoff und Sauerstoff noch einen kleinen Anteil anderer Bestandteile enthält. Die darauf von Ramsay und Travers initiierte Suche nach weiteren Mitgliedern einer Elementengruppe im Periodensystem führte 1898 zur Entdeckung von Neon. Sauerstoff und andere Gase deutlich niedrigere Werte zeigen (Bugge 1974).1007/978-3-658-09815-5_2 3 . Mehr als hundert Jahre nach Cavendishs ersten Versuchen. Später gefundene. Krypton und Xenon. die sie durch fraktionierte Destillation voneinander trennten (Brock 1997).67 deutlich höher. wogegen Stickstoff. So war der Quotient aus ihrer molaren Wärmekapazität Cp bei konstantem Druck zu der bei konstantem Volumen gemessenen (Cv) mit 1. Helium und Argon zeigten zu anderen Gasen unterschiedliche Eigenschaften.2 Geschichte und Vorkommen Bereits fand Henry Cavendish. In der Regel gilt: Je schwerer die Atome eines Edelgas sind. Argon im Basalt der ozeanischen Kruste auf (Ballentine 2007).-% betragen kann (Römpp Online). Eine genauere Analyse des emittierten Lichtspektrums und der weiteren Eigenschaften ergaben. desto seltener ist dieses. das durch Zerfall des Kaliumisotops 4019 K entsteht. Während Helium nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Weltraum und auf der Erde ist. dass es sich bei allen diesen Isotopen um dasselbe Element handelte.-% Argon. 2006). dass Edelgase auch in Gesteinen eingeschlossen sind. wogegen die anderen Edelgase darin deutlich seltener sind.934 Vol. Helium tritt in einigen Uranerzen. als dass sie noch durch Kernverschmelzung in Sternen gebildet werden können. und sind deswegen schon wesentlich seltener. wie es bei 4018Ar der Fall ist. kommen Neon und Argon im Universum immerhin noch sehr oft vor. Jahrhunderts für eigene Elemente. Die Anteile der Edelgase in der Atmosphäre verändern sich durch Entweichen leicht flüchtiger Gase wie Helium sowie durch Neubildung infolge radioaktiven Zerfalls.4 2 Geschichte und Vorkommen tere Isotope des Radons (Rutherford. mit Ausnahme von seltenen Supernovae. Ununoctium. das seit 1934 Radon genannt wird. Xenon und Radon gehören zu den seltensten Elementen. . Debierne) hielt man in den ersten Jahren des 20. erzeugte man am russischen Vereinigten Institut für Kernforschung in Dubna nach mehreren zuvor gescheiterten Versuchen (Oganessian et al. das letzte Element der Gruppe. Das Radonisotop 22286Rn ist ein Zwischenprodukt in der vom Uranisotop 23892U ausgehenden Zerfallsreihe. Das mit Abstand am häufigsten in der Erdatmosphäre vorkommende Edelgas ist mit 0. Zerfallsvorgänge sind auch der Grund dafür. Die Atome von Krypton und Xenon sind jedoch bereits zu schwer. Krypton. Helium ist immerhin noch Bestandteil von Erdgas. Helium wird beim α-Zerfall schwerer Elemente wie Uran oder Thorium gebildet. beide Räume zusammengerechnet. an dem sein Anteil bis zu 16 Vol. Xenon beim seltenen Spontanzerfall von Uran. mit Calcium-Atomen (Oganessian et al.3 Aufarbeitung. daher kann man Radon nicht in größeren Mengen herstellen. © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 H. 2006). Edelgase. Alle Radonisotope haben nur sehr kurze Halbwertszeiten. Beispielsweise exportiert Algerien verflüssigtes.und Stickstoff ähnlichen Siedepunkt und muss daher von diesen befreit werden. Argon hat einen zu Sauer. 2006). Xenon) oder adsorbiert sie an bestimmten Medien (Häussinger et al. Sicius. Das ausschließlich auf künstlichem Weg zugängliche Ununoctium erzeugte man durch Beschuss von Californium. essentials. In den letzten Jahrzehnten ist für Helium die Gewinnung aus Erdgas am wichtigsten geworden. 2006). Die anderen Gase destilliert man entweder fraktioniert ab (Krypton. aus dem rohes Helium durch Ausfrieren aller anderen Bestandteile oder durch Membrandiffusion gewonnen und danach feingereinigt wird (Häussinger et al. DOI 10.1007/978-3-658-09815-5_3 5 . Trennung und Herstellung Abgesehen von größten Teil des Heliums und des Radons gewinnt man die Edelgase aus der Luft nach dem Linde-Verfahren. heliumhaltiges Erdgas nach Europa. Im Labormaßstab genügt für diesen Zweck Radium. Zunächst trennt man durch fraktionierte Destillation Stickstoff und Sauerstoff ab und überführt die Edelgase in eine weitere Kolonne. die anderen Edelgase kubisch-flächenzentriert. 4.95 °C) und der des Radons als schwerstem Edelgas immer noch nur 211. DOI 10.1007/978-3-658-09815-5_4 7 .und Siedepunkte umso höher liegen. So beträgt der Siedepunkt des Heliums 4. Sicius. wie zu erwarten wäre.und geruchslos.1 Physikalische Eigenschaften Alle Edelgase sind unter Normalbedingungen einatomig. Helium und Neon haben eine geringere Dichte als Luft.2 Chemische Eigenschaften Obwohl alle Edelgasatome abgeschlossene Elektronenschalen besitzen. Krypton. wogegen Argon. farb. essentials. erstarren erst bei sehr niedrigen Temperaturen. Xenon und Radon zum Teil erheblich höhere Dichten aufweisen.2 K (− 268. da bei jenem die sehr kurzen Halbwertszeiten die gezielte Darstellung einzelner Verbindungen fast unmöglich machen. je größer die Masse des jeweiligen Edelgasatoms ist. Edelgase. Nur Helium kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem. einige chemische Verbindungen einzugehen.4 Eigenschaften 4. dabei liegen die Schmelz. Der in diesen Fällen größere Abstand der Valenzelektronen vom Kern ist die Hauptursache hierfür. Die Dichten der Edelgase sind proportional zur Atommasse des jeweiligen Elements.9 K (− 61.25 °C). vom Radon. Sie kondensieren bzw. da die Ionisierungsenergie dadurch sinkt. Entsprechend dem von Neon zu Radon ständig wachsenden Atomradius werden dann nur die Kantenlängen des Gitters größer. Über die Besonderheit des flüssigen Heliums wird im Kapitel „Helium“ berichtet. sind die schwereren unter ihnen imstande. © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 H. Die meisten Verbindungen kennt man vom Xenon und nicht. 6 und Krypton der von 3. Kurz danach gelang die Synthese von Krypton-II-fluorid. Neon gilt als das am wenigsten reaktive Edelgas (Lewars 2008). Es gab daher auch lange keine Zahlenwerte ihrer Elektronegativitäten. von Krypton mit Chlor (1924. kurze Zeit später folgten Xenon-II-fluorid (Hoppe 1962) und Xenon-IV-fluorid (Chernick und Claassen. erst im Jahr 2000 dagegen die des Argonfluorohydrids. B.0 zugeordnet. Helium: 5. Diese sind für die leichteren Edelgase sehr hoch [z. . Verbindungen der Edelgase herzustellen. 4. Dabei sind die Xenon.und Radonfluoride bei Raumtemperatur beständig.50 (Allred-Rochow) bzw.8 4 Eigenschaften Schon früh versuchte man. Radon und unter bestimmten Bedingungen auch Krypton zu reagieren. in der Pauling-Skala ist Xenon der Wert 2. Die Skalen nach Mulliken sowie Allred-Rochow erlauben die Berechnung der Elektronegativität für die übrigen Edelgase.86 (Mulliken)] (Allen und Huheey 1980). jedoch gehen selbst die reaktionsfähigsten unter ihnen nur unter Anwendung drastischer Bedingungen chemische Reaktionen ein. Andere Elemente wie Sauerstoff reagieren nicht direkt mit Edelgasen. das imstande ist. Reaktionen von Argon und Fluor (1894. Moissan) bzw. Das einzige Element. Antropoff) scheiterten bzw. aber durch Reaktionen der jeweiligen Fluoride sind Verbindungen anderer Elemente herstellbar. lieferten entgegen der Behauptung des Experimentators nicht das gewünschte Ergebnis. ebenfalls 1962). direkt mit Xenon. ist Fluor. Als erste Verbindung eines Edelgases überhaupt stellte Bartlett 1962 Xenonhexafluoroplatinat dar. Edelgase. 1868 Wichtige Isotope [natürHalbwertszeit (a) liches Vorkommen (%)] 3 Stabil 2He (0.1007/978-3-658-09815-5_5 9 .5 Einzeldarstellungen Im folgenden Teil sind die Edelgase jeweils einzeln mit ihren wichtigen Eigenschaften.1 × 10−9 Diamagnetisch © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 H. com/helium.000137) 4 Stabil 2He (99.php) Zerfallsart.004 4.86 140 32 [He] (1s2) 2372 ♦ 5251 1.50 ♦ 4.002602 – ♦ 5. Jahr Janssen (Frankreich). -produkt – – 0. essentials.1 Helium Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr.999863) Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) Van der Waals-Radius (berechnet. Herstellungsverfahren und Anwendungen beschrieben. erste ♦ zweite: Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Helium in Gasentladungsröhre (http://images-of-elements.: He 2 7440-59-7 Aussehen: Farbloses Gas Entdecker. 5. pm): Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: Ionisierungsenergie (kJ/mol). DOI 10. Sicius. Cady und McFarland wiesen 1905 nach.2275 Vorkommen Im Weltall ist Helium nach Wasserstoff das zweithäufigste Element.1785 21. Erst zwanzig Jahre später gelang dies Keesom durch Komprimieren des Heliums auf einen Druck von 25 bar bei gleicher Temperatur. nachdem er Stickstoff und Sauerstoff zuvor abgetrennt hatte.1513 20.955 ■ 0. Der größte Teil des auf der Erde vor- . Nahezu gleichzeitig führten Crookes (England) und Cleve/Langlet ein ähnliches Experiment durch. das bis zu 12 Vol. Auf der Erde wird 42He (α-Teilchen) beim α-Zerfall diverser radioaktiver Elemente wie z.2 ♦ 0. jedoch war es ihm mit den damals verfügbaren Methoden nicht möglich.5 MPa) 0. die die meisten Sterne während der längsten Zeit ihres Lebens zum Leuchten bringt. Fast zeitgleich zeigten Rutherford und Royds.00 × 10−6 (fest) 0. Dieses liefert die Energie. Helium ist auch bei den äußeren Planeten des Sonnensystems ab Jupiter ein bedeutender Bestandteil deren Atmosphäre. Kamerlingh Onnes verflüssigte als erster Forscher Helium durch Abkühlen des Gases auf eine Temperatur von 1 K. Uran oder Radium gebildet. Gewinnung 1895 erzeugte Ramsay Helium.15 K): Dichte (kg/m3. im festen Zustand): Wärmeleitfähigkeit ([W/(m ∙ K)]): Spezifische Wärme ([J/(mol ∙ K)]): Schmelzpunkt (°C ♦ K): Schmelzwärme (kJ/mol): Siedepunkt (°C ♦ K): Verdampfungswärme (kJ/mol): Tripelpunkt (°C ■ kPa): Kritischer Punkt (°C ■ MPa): 5 Einzeldarstellungen Hexagonal-dichtest 970 0.973 ■ 5.15 0. dass es sich hierbei um Helium handelte. indem er das Uran-Mineral Cleveit mit Mineralsäure versetzte und das sich bei der folgenden Reaktion bildende Gas isolierte. Sie gewannen eine zur Bestimmung der Atommasse des Gases genügende Menge. bei 298 K) Molares Volumen (m3/mol.95 (2. B. bei 273. Er registrierte die für Helium charakteristische und damals schon bekannte gelbe D3-Linie.10 Kristallsystem: Schallgeschwindigkeit (m/s. Fast ein Viertel der Masse der sichtbaren Materie bestehen aus Helium. das vor allem durch Fusion von Wasserstoffatomen in Sternen erzeugt wird.78 − 272. dass Alphateilchen Heliumkerne sind. Wenig später lieferte eine in Kansas betriebene Ölbohrung ein Erdgas.043 − 267.02 − 269 ♦ 4. festes Helium zu erzeugen.084 − 270.-% eines noch unbekannten Gases enthielt. 1. Es könnte in der nahen Zukunft sogar ein Mangel an Helium drohen (Gast 2012).11 5. Helium von im Erdgas enthaltenen Kohlenwasserstoffen und Stickstoffverbindungen zu trennen.15 °C) flüssig. − 273.com/internet. Es ist neben seinem Homologen Neon das einzige Element.1 Helium handenen Heliums ist auf radioaktiven Zerfall zurückzuführen.-% an (http://www. Helium ist ein farbloses. die Dichte von Luft ist dagegen . Ab etwa 2000 entwickelte sich Algerien zu einem bedeutenden Lieferanten. In natürlichem Erdgas sammelt es sich in Konzentrationen bis zu 16 Vol. Selbst Anlagen zur Wiedergewinnung des Heliums werden in Betrieb genommen. Synthetisch kann man in Kernreaktoren durch Neutronenbeschuss von Lithium 63Li Tritium 31H und Helium 42He erzeugen: 6 1 3 Li + 0 n → 3 1H + 4 2 He Tritium (31H) wird in Kernreaktoren darüber hinaus auch als Nebenprodukt des Neutroneneinfanges von Bor 105B gebildet. Neben dem Isotop 42He ist 32He nur zu ca. Weitere wichtige Produktionsländer waren Russland.the-lindegroup. Unter Standardbedingungen verhält sich Helium nahezu wie ein ideales Gas. Als einzige Substanz wird es selbst bei dieser tiefen Temperatur unter Normaldruck nicht fest. 1 Mrd. Polen und Kanada.global/de/images/6105899016_10186. Helium gewinnt man daher durch fraktionierte Destillation aus Erdgas.thelindegroup. die nicht sofort nach ihrer Synthese wieder zerfallen.global. geruchloses und ungiftiges Gas. Nach einem vorübergehenden Überangebot an Helium zu Niedrigpreisen geht der Marktpreis angesichts sinkender Vorratsmengen und steigenden Bedarfs aktuell wieder nach oben. Eigenschaften Helium kommt nur atomar vor und wird erst nahe der Temperatur des absoluten Nullpunkts (0 K bzw. pdf). m3 gefördert wurden. das man in Druckwasserreaktoren zur Leistungsregelung einsetzt (baden-wuerttemberg. Durch Abkühlen des Erdgases ist es möglich. Der mit Abstand größte Produzent von Helium sind die Vereinigten Staaten von Amerika. wo 1995 ca.de): 10 1 5B + 0 n → 3 1H + 84 Be Das Tritium erleidet β-Zerfall zu 32He. das selbst unter extremen Bedingungen keine chemischen Verbindungen eingeht. Das Gewicht eines m3 Helium beträgt bei Standardbedingungen 179 g.4 ppm in natürlichem Helium enthalten und daher sehr teuer. In Gasentladungsröhren leuchtet Helium mit gelblich-rosa Farbe. . dem sog.com/internet.global. Diese sind aber keine echten chemischen Verbindungen und zerfallen sofort nach ihrer Bildung wieder. Es besitzt nach Wasserstoff die größte Wärmeleitfähigkeit aller Gase.5 K) wird es fest.thelindegroup.15 K) wird es bei Normaldruck flüssig (Helium I). gegen die Schwerkraft nach oben (Onnes-Effekt). Helium muss man erst unter diese Temperatur vorkühlen.und Siedepunkte aller Elemente.97 °C (2.12 5 Einzeldarstellungen rund siebenmal so hoch. Da Helium II deshalb sehr leicht unversiegelten Behältern entweicht. 25 bar) und unterhalb einer Temperatur von − 271. ist es sehr schwierig.15 °C (0 K) nicht fest. die aus ihm herausragen. Die Löslichkeit von Helium in Wasser ist die niedrigste aller Gase. Durch elektrische Entladungen in einem aus Wasserstoff und Helium bestehenden Gemisch bzw.pdf).global/de/images/6105899016_10186. Es diffundiert im Unterschied zu Luft sehr leicht durch Festkörper und wird hierin nur noch von Wasserstoff übertroffen (Hampel 1968). Unter Standardbedingungen weist Helium einen negativen Joule-Thomson-Koeffizienten auf (Erwärmung bei Ausdehnung). Die von Tisza entwickelte Theorie des Zwei-Flüssigkeiten-Modells geht vom gleichzeitigen Vorhandensein sowohl „normal“ flüssigem als auch supraflüssigen 42He in Helium II aus und erklärt einige Phänomene der Tieftemperaturphysik zutreffend (Enns und Hunklinger 2000). Lambdapunkt.5 MPa (ca.the-linde-group. Erst unterhalb der Inversionstemperatur (ca. bevor man es durch Expansionskühlung verflüssigen kann (http://www. Unterhalb von − 269 °C (4. Festes Helium ist sehr stark komprimierbar (Leute 2004). Bei Temperaturen unter − 270. Helium II bewegt sich auf Oberflächen. Helium ist nach Wasserstoff das chemische Element mit der geringsten Dichte und besitzt zudem die niedrigsten Schmelz. Helium ist zudem ein guter elektrischer Isolator. Ursache hierfür sind die extrem hohen Ionisierungsenergien des Heliumatoms. wird 4 He supraflüssig (Helium II).65 °C (1. − 233 °C/40 K bei Atmosphärendruck) kühlt es sich bei Expansion ab. Bei Normaldruck wird Helium selbst bei einer Temperatur nahe von − 273.18 K). flüssiges Helium in einem begrenzten Raum zu halten. auch seine spezifische Wärmekapazität ist sehr hoch. Es fließt dann durch kleinste Kapillaröffnungen ei2 nes Durchmessers von 10 bis 100 nm und besitzt praktisch keine Viskosität. Erst bei höheren Drücken > 2. HeHe+ möglich. in reinem Helium ist die Herstellung ionischer Agglomerationen wie HHe+ bzw. Verbindungen Helium ist selbst im Vergleich zu anderen Edelgasen sehr reaktionsträge. Beim Tauchen setzt man es als Atemgas ein (Trimix (Sauerstoff. Es ist ein Kühlmittel zum Erreichen sehr tiefer Temperaturen. In der Schweißtechnik setzt man Helium als Inertgas zum Schutz der Schweißstelle vor Sauerstoffzutritt ein.oder Abregung der Energieniveaus der eigentlich aktiven Lasermedien. wie z. diese unter ihrer Sprungtemperatur zu halten. In der Intensivmedizin verwendet man ein Helium-Sauerstoff-Gemisch (80:20) als Atemgas.5. Die kostengünstige 32He-42He-Mischungskühlung erzielt sogar eine Abkühlung auf 5 mK (Wiebe 2003). In Gasentladungsröhren leuchtet Helium gelblich/weiß. Werden Supraleiter eingesetzt. Das Funktionsprinzip ist das eines Stoßpartners zur An. um im Formel-1-Automobilsport Schlagschrauber anzutreiben. Man benutzt Helium auch anstelle von Druckluft. Hydreliox (Wasserstoff. B. Helium-Cadmium und Kohlendioxid-Laser). ist aber inzwischen aus Sicherheitsgründen in die Diskussion gekommen (Helium-Verbot in Schlagschraubern geplant 2011).oder Packgas (Lebensmittelzusatzstoff E 939) (ZZulV). das mit geringerem Widerstand durch Verengungen strömt. Stickstoff. in der Kernspintomographie (MRT). die von 32He bis etwa 240 mK [26]. In druckgeförderten Raketen drückt Helium den Treibstoff in die Triebwerke. Helium). Die Verwendung von 42He erlaubt durch Verdampfungskühlen das Erreichen von Temperaturen bis ca. Sauerstoff) (Technisches Tauchen 2010). Dies erlaubt einen deutlichen Zeitgewinn beim Radwechsel. In der Raketentechnik ersetzt Helium den verbrauchten Treibstoff in pumpgeförderten Flüssigtreibstoffraketen.1 Helium 13 Anwendungen Helium findet mittlerweile in sehr vielen Anwendungen Einsatz. Helium. 1 K. In der lebensmittelverarbeitenden Industrie dient es als Treib. damit die Treibstofftanks der Raketen nicht implodieren. . Seine chemische Inertheit macht es sehr geeignet als Trägergas in der Gaschromatografie. Wegen seiner Unbrennbarkeit und des gegenüber Luft immer noch sehr großen Dichteunterschieds hat es Wasserstoff aus Sicherheitsgründen meist verdrängt. hilft das als Kühlmittel verwendete Helium. in Teilchenbeschleunigern und in der Raumfahrt (Infrarotteleskope und Infrarotkameras in Weltraumteleskopen). der Kernresonanzspektroskopie (NMR). Sauerstoff) und Heliox (Helium. Dadurch erzielt man auch eine Steigerung der Einbrenntiefe und der Geschwindigkeit des Schweißvorganges. Helium verwendet man als Hilfsgas in Lasern (Helium-Neon. Helium ist sehr effektiv bei der Prüfung auf Undichtigkeiten in Druckgasarmaturen unter Verwendung von Lecksuchspray. 48) 21 Stabil 10Ne (0.0491 20.15 K): Dichte (kg/m3.23 × 10−6 0. Sauerstoff. im festen Zustand): Wärmeleitfähigkeit ([W/(m ∙ K)]): Spezifische Wärme ([J/(mol ∙ K)]): Schmelzpunkt (°C ♦ K): Schmelzwärme (kJ/mol): Siedepunkt (°C ♦ K): Verdampfungswärme (kJ/mol): Tripelpunkt (°C ■ kPa): Kritischer Punkt (°C ■ MPa): – – 0.php) Ramsay und Travers (England).79 − 248. Helium. Jahr Wichtige Isotope [natürliches Vorkommen (%)] 20 Stabil 10Ne (90.37 − 229. erste ♦ zweite ♦ dritte: Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Kristallsystem: Schallgeschwindigkeit (m/s.34 − 246.27) 22 Stabil 10Ne (9.14 5 Einzeldarstellungen 5.25) Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) Van der Waals-Radius (berechnet.0 ♦ 27.1797 Keine Angabe 154 58 [Ne] ([He] 2s2 2p6) 2081 ♦ 3952 ♦ 6122 3.8 × 10−9 Diamagnetisch Kubisch-dichtest 435 0.9 − 248.66 ■ 2.2 Neon Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr.55 0.005 20. Kohlenstoff und Stickstoff zu den häufigsten Elementen.: Ne 10 7440-01-9 Aussehen: Farbloses Gas Neon in Gasentladungs-röhre (http:// images-of-elements. pm): Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: Ionisierungsenergie (kJ/mol). Sehr selten ist es dagegen . 1898 Zerfallsart.7686 Vorkommen Im Weltall gehört Neon nach Wasserstoff. bei 298 K) Molares Volumen (m3/mol.6 ♦ 24.900 13. bei 273.com/neon. -produkt Halbwertszeit (a) Entdecker.15 1.594 ■ 43. wie es auch auf der Sonne vorzufinden ist. Nach der Abtrennung des Stickstoffes absorbiert man Neon bei einem Druck von 5 bar und einer Temperatur von − 206 °C (67 K) an eine Trägersubstanz. wogegen Helium gasförmig bleibt.005 ppm (Binder 1999). 2006). 0. Auf großen Gasplaneten wie Jupiter oder Saturn kann Neon wegen der hohen Gravitation nicht entweichen. Wasserstoff. wie er bei der Bildung des Planeten geherrscht hat. die bei Senkung des Druckes auf 3 bar das zuvor absorbierte Neon wieder abgibt. das bei − 246 °C (27 K) kondensiert und bei − 248.5 bar kondensiert der größte Teil des Neons. Gewinnung Wie Krypton und Xenon entdeckten Ramsay und Travers auch Neon (1898) durch fraktionierte Destillation flüssiger Luft.5. Eigenschaften Neon ist ein bei Normalbedingungen einatomiges. Die Gase können wegen ihrer unterschiedlichen Siedepunkte durch Kondensation und die Ausnutzung des Joule-Thomson-Effektes getrennt werden. welchen Ursprung es auch hat. Dies besteht zu 50 % aus Stickstoff.6 °C (24. farbloses und geruchloses Gas. in der Erdatmosphäre kommt es in einer Konzentration von 18. Sauerstoff und dem Großteil an Stickstoff verbleibt ein tiefsiedendes Gasgemisch.6 K) . Eine fraktionierte Destillation liefert schließlich reines Neon (Stenger 2006). Das zurück bleibende aus ca. Basalt und vulkanischen Gasen vor (Dickin 2005). Ein zweites Verfahren ist die Adsorption. Nach Abtrennung von Wasser. Immer noch gewinnt man das Gas als Nebenprodukt bei der Luftzerlegung nach dem Linde-Verfahren. Wasserstoff wird durch katalysierte Reaktion mit zugefügtem Sauerstoff zu Wasser verbrannt und jenes abgetrennt. In kleinen Mengen kommt Neon.18 ppm vor (Williams 2009). Zur Feinreinigung von Helium und Stickstoff wiederholt man dieses Absorptionsverfahren zweimal nacheinander (Stenger et al.2 Neon 15 auf der Erde mit einem Gesamtanteil an der Erdhülle von ca. Kohlenstoffdioxid. 76 % Neon und 24 % Helium bestehende Gasgemisch verdichtet man bei ca. 20 °C auf einen Druck von 180 bar und kühlt es anschließend stufenweise auf eine Temperatur von − 223 °C (50 K) ab. Spuren restlichen Stickstoffs absorbiert Silicagel. Das Verhältnis von 2010Ne zu 2210Ne ist dasjenige. den bei höheren Temperaturen siedenden Edelgasen. Nach schrittweiser Drucksenkung des Gasgemisches auf 25 bar und dann auf 1. eingeschlossen in Granit. Die Zusammensetzung der Isotope entspricht daher dem Urzustand. Dies erlaubt Rückschlüsse auf die Entstehungsbedingungen des Sonnensystems (Owen 2000). zu 35 % aus Neon neben kleineren Anteilen von Helium. Dann verflüssigt man den größten Teil des Reststickstoffs bei einem Druck von 30 bar und einer Temperatur von − 207 °C (66 K) und trennt diesen ebenfalls ab. Der größte Teil des Gases ist zuvor bereits ins Weltall entwichen. Francis et al. Theoretische Berechnungen lassen vermuten.9 kg/m3 (bei 0 °C und 1013 hPa) ist niedriger als die der Luft. . Die stimulierte Emission erfolgt vom Neonatom bei Wellenlängen von 632. Sogar Clathrate. Neon zeigt wie die anderen Edelgase bei Gasentladungen ein Linienspektrum. 10. Bisher sind keine Verbindungen des Elementes bekannt.und Stroboskoplampen verwendet man es als Füllgas (Römpp 2014). ArNe+. Nur massenspektrometrische Untersuchungen geben Hinweise zumindest auf neonhaltige Ionen (Ne+. Römpp 2014) beschrieben. in denen Neon durch Gasentladungen in einer typischen orangeroten Farbe zum Leuchten angeregt wird.Seine Dichte von 0. In seinen physikalischen Eigenschaften steht es zwischen dem leichteren (Helium) und dem schwereren Homologen (Argon). Selbst das Neon-Analogon der nach Berechnung stabilen Heliumverbindung HHeF sollte nicht stabil sein (Lewars 2008). In Helium-Neon-Lasern erreicht man die erforderliche Besetzungsinversion durch Anregung des Heliums und strahlungslosen Übergang von Elektronen zum Neon. Chemische Eigenschaften und Verbindungen Neon zählt zu den Edelgasen und ist wie diese farblos. setzt man es in nur geringen Mengen ein.5 ml Neon in 1 L Wasser) (Römpp 2014).8 nm (rot) sowie 1152. da Neon teurer ist und auch einen größeren Atemwiderstand aufweist (Bove und Davis 2004. äußerst reaktionsträge und einatomig. Anwendungen Da Neon wesentlich seltener und darüber hinaus auch schwieriger zu gewinnen ist als Argon. 1972). dass Neon das am wenigsten reaktive Element ist. Die Verwendung von Neon in Mischung mit Sauerstoff als Atemgas für das Tauchen erfolgt wesentlich seltener als die des Heliums. sind noch nicht nachgewiesen worden. HeNe+ und HNe+) (Lide).16 5 Einzeldarstellungen erstarrt. bei denen andere Edelgase in anderen Verbindungen physikalisch eingeschlossen sind. In Wasser löst sich Neon nur schlecht (max. die kritischen Daten sind in (Ancsin 1978. Die bekannteste Anwendung sind die Leuchtröhren oder Neonlampen. im Falle von Neon erscheint das Gas bei Entladung in orangeroter Farbe.3 nm und 3391 nm (infrarot) (Römpp 2014). Wie alle anderen Edelgase – außer Helium – kristallisiert Neon kubischdichtest (Schubert 1974). Auch in Blitz. Der Einsatz flüssigen Neons als Kältemittel hat gegenüber Helium und Wasserstoff den Vorteil einer erheblich höheren Kühlleistung (Stenger 2006). 1 × 10−8 Diamagnetisch Kubisch-flächenzentriert 319 1.15 6. bei 298 K) Molares Volumen (m3/mol.com/ argon.784 22.: Ar 18 7440–37–1 Aussehen: Farbloses Gas Argon in Gasentladungs-röhre (http://images-of-elements.3 Argon Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr.463 ■ 4. Saturn) nachgewiesene stellare (primordiale) Argon nur aus den Isotopen 3618Ar und 3818Ar.336) 38 Stabil 18Ar (0.948 Keine Angabe 188 106 [Ar] ([Ne] 3s2 3p6) 1521 ♦ 2666 ♦ 3931 1.3 ♦ 83.52 − 189.56 × 10−6 0.php) Ramsay und Rayleigh (England).15 K): Dichte (kg/m3. pm): Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: Ionisierungsenergie (kJ/mol).344 ■ 68. im festen Zustand): Wärmeleitfähigkeit ([W/(m ∙ K)]): Spezifische Wärme ([J/(mol ∙ K)]): Schmelzpunkt (°C ♦ K): Schmelzwärme (kJ/mol): Siedepunkt (°C ♦ K): Verdampfungswärme (kJ/mol): Tripelpunkt (°C ■ kPa): Kritischer Punkt (°C ■ MPa): – – 3.17 5. 1895 Zerfallsart. erste ♦ zweite ♦ dritte: Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Kristallsystem: Schallgeschwindigkeit (m/s.6) Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) Van der Waals-Radius (berechnet.063) 40 Stabil 18Ne (99.8 1. während das dritte stabile . bei 293.6 39.0 ♦ 87. Dabei besteht das in der Sonne oder in Gasplaneten (Jupiter.89 − 122.18 − 186. -produkt Halbwertszeit (a) Entdecker.3 Argon 5.79 − 189.863 Vorkommen Im Weltall gehört Argon zu den häufigeren Elementen (Cameron 1970) und ist nach Helium und Neon das dritthäufigste Edelgas.01772 20. Jahr Wichtige Isotope [natürliches Vorkommen (%)] 36 Stabil 18Ar (0. das durch radioaktiven Zerfall des Kaliumisotops 4019K entstanden ist. Hust et al. das mit einer Reinheit von bis zu 99. Auf der Erde dagegen ist Argon das Edelgas mit dem deutlich größten Anteil an der Atmosphäre. Zur weiteren Reinigung erwärmt man das Gasgemisch zunächst auf Raumtemperatur und verdichtet es auf einen Druck von 4–6 bar.9999 % hergestellt werden kann (Stenger et al.8 K) und 0. sondern in einer separaten Kolonne.536 g/cm3 (Römpp 2014. . Sein Tripelpunkt liegt bei − 189.4 °C (150.689 bar [18]. Damit ist Argon nach Stickstoff und Sauerstoff der dritthäufigste Atmosphärenbestandteil (Williams 2009). Bei deren Schmelzen im Erdmantel entweicht Argon. Es ist bei Normalbedingungen ein einatomiges.6 g bei 0 °C und Normaldruck gering (Römpp 2014).-% hiervon enthält.3 °C) erstarrt. Der kritische Punkt von Argon liegt bei − 122. Die Löslichkeit von Argon in Wasser ist mit höchstens 5. Argon trennt man dabei nicht in der großen Destillationskolonne von den Hauptbestandteilen der Luft (Sauerstoff und Stickstoff) ab.6 K (− 189. Nach Entfernung des Wassers führt man erneut eine fraktionierte Destillation durch und trennt so den Stickstoff vom Argon ab.18 5 Einzeldarstellungen Isotop. 1969). das bei 87. die 0. 2006) Eigenschaften Argon ist auch im festen und flüssigen Zustand farblos. 2000).9 K) und einem Druck von 4896 kPa.15 K (− 186 °C) kondensiert und bei 83. Argon und andere Edelgase reichern sich im Produktionsprozess an und können aus dem Gasgemisch durch nachfolgende fraktionierte Destillation isoliert werden (Stenger et al. 2006).7 (Owen et al. Gewinnung Die Gewinnung reinen Argons erfolgt nur im Rahmen der Verflüssigung von Luft im Linde-Verfahren. Das Verhältnis von 3618Ar zu 3818Ar beträgt etwa 5.35 °C (83. Hier besteht Argon fast ausschließlich aus dem Isotop 4018Ar. 4018Ar.934 Vol. Wie die anderen Edelgase außer Helium kristallisiert Argon kubisch dichtest (Schubert 1974). Zur Entfernung des Restsauerstoffs injiziert man Wasserstoffgas. Argon reichert sich meist in den Basalten der ozeanischen Erdkruste an (Ballentine 2007) Aus den Gesteinen diffundiert es heraus und geht ins Grundwasser über (Römpp 2014). die kritische Dichte beträgt dabei 0. farbloses und geruchloses Gas. es gast aber auch das beim α-Zerfall entstehende Helium aus. Mit einer Dichte von 1.784 kg/m3 bei 0 °C und 1013 hPa ist Argon schwerer als Luft. Daher kommt Argon auch in Gesteinen vor. dort nicht vorkommt. Als Nebenprodukt fällt Argon bei der Produktion von Ammoniak im HaberBosch-Verfahren und bei der Herstellung von Synthesegas an. der im Kontakt mit Katalysatoren aus Edelmetall mit dem Sauerstoff zu Wasser reagiert. Der Siedepunkt von Argon liegt in der Nähe desjenigen von Sauerstoff und Stickstoff. Diese erzeugt flüssiges Rohargon mit einem Restgehalt von 3–5 % Sauerstoff und 1 % Stickstoff. der auch hilft. zeigt es eine sehr schwache chemische Reaktivität. Darüber hinaus bildet Argon einige wenige Clathrate (Barrer und Ruzicka 1962. 2003). also im Umfeld sehr hoher Temperaturen. Die wichtigste Anwendung ist die als Schutzgas. falls der ansonsten preiswertere Stickstoff nicht verwendbar ist. werden daher oft mit Argon-Stickstoff-Gemischen gefüllt. Mit Argon füllt man Taucherschutzanzüge zu deren Tarierung. Da Argon wie alle Edelgase eine abgeschlossene Elektronenkonfiguration aufweist. Spülungen mit Argongas helfen bei der Entgasung geschmolzenen Stahls. Verbindungen Als Edelgas reagiert Argon nur in sehr seltenen Fällen mit anderen Elementen oder Verbindungen. Berechnungen sagen voraus.3 Argon 19 In Gasentladungsröhren leuchtet Argon rotviolett. diese konnten bisher noch nicht dargestellt werden. . Mit Argon gefüllte Gasentladungslampen leuchten violett. Diese niedrige Wärmeleitfähigkeit macht es auch als Füllgas für Isolierglasscheiben geeignet (Schröter 1920).5. Argon ist oft Trägergas in der Gaschromatographie und der ICP-Massenspektrometrie (Stenger et al. mit Stickstoff reagieren. 2006). Zusätze von Quecksilber verschieben die Farbe ins Blaue. Bislang ist nur Argonfluorohydrid HArF bekannt. Es ist zudem Zusatzstoff für Lebensmittel (E 938) und wird dabei als Treib. Das Gas dient auch als gasförmiges Löschmittel für elektrische und elektronische Anlagen. zudem nutzt man die geringe Wärmeleitfähigkeit von Argon aus. Manche Metalle wie Tantal. Glühlampen. In der Metallurgie nutzt man Argon daher ebenfalls zur Herstellung der reinen Metalle oder beim Zonenschmelzen. 2000). das man durch Photolyse von Fluorwasserstoff in einer Argonmatrix bei einer Temperatur von 7. um das Auskühlen des Anzugträgers zu verringern. 2006).und Schutzgas bei der Verpackung von Lebensmitteln und der Weinherstellung verwendet. deren Wendel oft aus Wolfram besteht. Lide). den in der Schmelze gelösten Stickstoff auszutreiben (Niederstraßer 2002). dass weitere Verbindungen des Argons metastabil sind. Theoretische Beispiele dafür sind Argonchlorohydrid HArCl oder Moleküle wie FArCCH und FArSiF3 (Gerber et al. Ein weiterer Vorteil des Argons ist seine geringe Wärmeleitfähigkeit.5 K erzeugen kann. 2 Mrd. Anwendungen Das in Jahresmengen von ca. Wolfram und Titan würden beim Schweißen. die höhere Glühtemperaturen und daher höhere Lichtausbeuten gestattet. m3 produzierte Argon ist auf vielen Gebieten im Einsatz (Stenger et al. und das sich oberhalb einer Temperatur von 27 K zersetzt (Räsänen et al. A.99 × 10−6 0.0 ♦ K.67 ■ 5.0 ♦ 121. A.64 − 152.20 5 Einzeldarstellungen 5.9 ×10−5 83. ♦ K. -produkt Halbwertszeit (a) Entdecker.: Kr 36 7439-90-9 Aussehen: Farbloses Gas Krypton in Gasentladungs-röhre (http://images-of-elements.5) Stabil 36 84 Ne (57.15 9. 1898 Zerfallsart.79 1. Jahr Wichtige Isotope [natürliches Vorkommen (%)] 80 Stabil 36Kr (2. erste ♦ zweite: Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Kristallsystem: Schallgeschwindigkeit (m/s.0949 20.6 × 10−8 Diamagnetisch Kubisch-flächenzentriert 1120 3.25) 82 Kr (11.749 27.php) Ramsay und Travers (England). pm): Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: Ionisierungsenergie (kJ/mol).798 3. bei 273.6) Stabil 36 83 Kr (11.4 Krypton Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr. bei 273.3) Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) Van der Waals-Radius (berechnet. 202 116 [Kr] ([Ar] 4s2 4p6 3d10) 1351 ♦ 2350 1.15 K) Molares Volumen (m3/mol.03 − 157.0) Stabil 36 86 Stabil 36Kr (17.525 .36 ♦ 115.com/ krypton.95 − 157. im festen Zustand): Wärmeleitfähigkeit ([W/(m · K)]): Spezifische Wärme ([J/(mol · K)]): Schmelzpunkt (°C ♦ K): Schmelzwärme (kJ/mol): Siedepunkt (°C ♦ K): Verdampfungswärme (kJ/mol): Tripelpunkt (°C ■ kPa): Kritischer Punkt (°C ■ MPa): – – – – – 1.375 ■ 73.15 K): Dichte (kg/m3.53 − 63. Oder aber man leitet die im Gasgemisch enthaltenen Fluorverbindungen bei Temperaturen von 750 °C über einen TiO2-ZrO2-Katalysator. Fluorverbindungen und Distickstoffoxid enthalten (Häussinger et al. Nach Entfernung der letzten Spuren an Sauerstoff wird Krypton in Gasflaschen abgefüllt (Häussinger et al. was zum Aufbrechen der ElementFluor-Bindungen führt. 2012).3 % Krypton und Xenon angereichert wird. Stickstoff und Argon höheren Siedepunktes reichert es sich zusammen mit Xenon im relativ sauerstoffreichen Sumpf der Kolonne an. Gewinnung Sie erfolgt wie beim Argon ausschließlich über das Linde-Verfahren.4 Krypton 21 Vorkommen Krypton gehört mit einem Anteil an der Erdhülle von nur 1. einem Druck von 5.9 · 10−5 ppm zu den seltensten Elementen (Binder 1999). .5. Eigenschaften Krypton ist ein unter Normalbedingungen einatomiges.14 ppm vertreten (Williams 2009). das bei − 152 °C (121.15 K) kondensiert und bei − 157. nachdem der restliche Sauerstoff vorher verdampfte. Krypton kristallisiert ebenfalls kubisch-dichtest (Schubert 1974). Xenon verbleibt im Sumpf. farbloses und geruchloses Gas.76 K) und einem Druck von 0. Wegen seiner hohen Dichte und des gegenüber Sauerstoff. Methan und Distickstoffmonoxid kann man durch katalytische Oxidation sowie durch Adsorption der Verbrennungsprodukte an Molekularsieben entfernen (Meilinger und Linde 2007). in der es auf etwa 0. Kohlendioxid.4 K).75 K) erstarrt. die dann abgetrennt werden (Meilinger und Linde 2007). 2006).7315 bar (Schubert 1974). Die so entstehenden Fluoratome/Fluoridionen werden in Natronkalk absorbiert (Rostaing et al.75 °C (209. Mit einer Dichte von 3. man konnte es spektroskopisch sogar in einem Weißen Zwerg nachweisen (Werner et al.4 °C (115. der kritische Punkt bei einer Temperatur von − 63.909 g/cm³ (Römpp). wodurch sie u. Gallium und Scandium (Cameron 1970). 2000). Sein Tripelpunkt liegt bei einer Temperatur von − 157. Darüber hinaus sind in dem Konzentrat auch Kohlenwasserstoffe.39 °C (115. Krypton destilliert ab. Im Weltall kommt es wesentlich häufiger vor und liegt gleichauf mit Elementen wie Lithium. In 1 L Wasser lösen sich bei 0 °C höchstens 110 ml.5 MPa sowie einer kritischen Dichte von 0. a. Die Trennung des Krypton-Xenon-Gemisches erfolgt dann durch fraktionierte Destillation. Dieses Gemisch wird in eine Kolonne überführt. Die interstellare Materie weist einen relativ hohen Gehalt an Krypton auf (Clayton 2008). In der Erdatmosphäre ist es immerhin mit 1. zu Kohlenstoffdioxid und Fluorwasserstoff reagieren.749 kg/m³ (bei 0 °C und 1013 hPa) ist Krypton bereits deutlich schwerer als Luft. 2006). Eventuell in Spuren vorhandene Fluorverbindungen zerstört man durch Bestrahlung mit Mikrowellen. 2007). Weast 1990). Unter anderem bildet es ein sehr stabiles Clathrat mit Hydrochinon (Barrer und Ruzicka 1962). Die einzige bekannte Sauerstoff-Krypton-Verbindung ist Kryptonbis(penta fluororthotellurat) Kr(OTeF5)2. 2002). CF3. Mit Wasser und organischen Verbindungen reagiert Krypton-II-fluorid äußerst heftig.de 2002). ein Excimerlaser. Flüssiges Krypton erlaubt eine besonders genaue Bestimmung von Ort und Energie bei teilchenphysikalischen Experimenten (Aulchenko et al. Anwendungen Der überwiegende Teil des Kryptons geht als Füllgas in Glühlampen. bei denen es in einem Hohlraum eingeschlossen und so gebunden ist (Saenger und Noltemeyer 1972). Mit einigen Verbindungen bildet Krypton Clathrate. dabei entsteht das stark endotherme (+ 60 kJ/mol) Krypton-II-fluorid (Lehmann et al. .und Leuchtstofflampen. Es laufen derzeit Prüfungen zum möglichen Einsatz von Krypton anstelle von Xenon als Kontrastmittel in der Computertomographie (Hoffman et al.22 5 Einzeldarstellungen In Gasentladungsröhren leuchtet Krypton mit blass rosafarbenem Licht. 1990). beispielweise im Teilchendetektor des NA48-Experiments (CERN Mazzucato 1997). in Geigerzählern. 2006). 2003). Der Krypton-Fluorid-Laser. wo es für eine Erhöhung der Glühtemperatur und damit der Lichtausbeute sorgt. Auch in Ionisationsrauchmeldern wurde es früher verwendet. C2F5 oder n-C3F7) mit einer Krypton-Stickstoff-Bindung und HKrCCH. Ebenfalls enthalten ist es in Halogen. Das Kation KrF+ ist neben Perxenat das bislang stärkste bekannte Oxidationsmittel und kann als einziges Gold zu Au5+oxidieren (Eintrag zu Kryton in der GESTIS-Stoffdatenbank. strahlt im UV-Bereich (Wellenlänge 248 nm Johnson und Hunter 1980). Nur mit Fluorradikalen reagiert es bei einer Temperatur von − 196 °C unter Bestrahlung mit UV-Licht oder in elektrischen Entladungen. Gegenüber Argon wird es. des weiteren RCNKrF+AsF6− (R = H. Szintillationszählern und elektronischen Geräten (Häussinger et al. bei der ein Ethin-Ligand am Krypton gebunden ist (Räsänen et al. Verbindungen Wie alle Edelgase ist Krypton sehr reaktionsträge. trotz seines höheren Preises. Als sehr starkes Oxidationsmittel oxidiert es Xenon zum Hexafluorid und Jod zum Jod-V-fluorid (Eintrag zu Kryton in der). Diese bei Raumtemperatur feste Verbindung ist instabil und zersetzt sich schnell. als Füllgas von Isolierglasscheiben bevorzugt. Das betastrahlende Isotop 8536Kr setzt man zur Vorionisation in Glimmstartern für Leuchstofflampen ein (energieverbraucher. 01 − 111.745 ■ 81.: Xe 54 7440–63–3 Xenon-II-fluoXenon in Gasentlarid (Wikimedia dungs-röhre Commons) (http://images-of-elements.00569 Spezifische Wärme ([J/(mol ∙ K)]): 21.29) 132 Xe (26.40) Stabil 54 9 × 10−6 Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): 131.php) Ramsay und Travers (England). pm): 216 140 Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: [Xe] ([Kr] 5s2 5p6 4d10) 1170 ♦ 2046 ♦ 3099 Ionisierungsenergie (kJ/mol). bei 273.5 × 10−9 Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Diamagnetisch Kristallsystem: Kubisch-flächenzentriert 169 Schallgeschwindigkeit (m/s.58 ■ 5. A.15 K): Dichte (kg/m3.Halbwertszeit Zerfallsart.com/xenon.92 × 10−6 Zustand): Wärmeleitfähigkeit ([W/(m ∙ K)]): 0.45 Schmelzpunkt (°C ♦ K): 2.5 Xenon Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr.30 Schmelzwärme (kJ/mol): Siedepunkt (°C ♦ K): − 108. 1898 Entdecker. Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) Van der Waals-Radius (berechnet.6 ♦ K.6 Verdampfungswärme (kJ/mol): − 111. im festen 35.7 ♦ 161. -produkt liches Vorkommen (%)] (a) 129 Stabil – 54Xe (26.77 Tripelpunkt (°C ■ kPa): Kritischer Punkt (°C ■ MPa): 16.10) 131 Stabil – 54Xe (21.40) 130 Stabil – 54Xe (4. erste ♦ zweite ♦ dritte: − 2. ♦ K.90) Stabil – 54 134 Xe (10.894 Molares Volumen (m3/mol.23 5.15 12. Jahr Wichtige Isotope [natür. A.842 Aussehen: Farbloses Gas .293 2.5 Xenon 5.0 ♦ 165. bei 298 K) 5. weisen einen geringen Xenongehalt auf. 2000). sammelt sich Xenon am Boden und kann abgeschöpft werden (Meilinger und Linde 2007. da sie vor 15 Jahren halb so hoch war (Häussinger et al.1 g/cm3 (Römpp). der im Mondgestein enthaltene Anteil entstand durch Spallationen oder Neutroneneinfang aus 13056Ba (Hintenberger 1972). weswegen die CTBTO die Konzentration des Xenons als Indikator für Atomwaffentests ständig kontrolliert (Wie das Verborgene entdeckt werden kann 2013). der kritische Punkt bei 16.15 °C (32 K) unter gleichzeitig hohem Druck (33 GPa) abkühlt (Römpp).09 ppm (Häussinger et al. Während der restliche Sauerstoff und Krypton aus der Kolonne entweichen. 2012). Auch Meteoriten enthalten Xenon.6 °C (289. Meerwasser jedoch. 1966). das sich seit der Entstehung des Sonnensystems in Gesteinen eingeschlossen befindet.7 K) erstarrt. Granit). Letztere sind beispielsweise der Zerfall von 12953J.75 K). Eigenschaften Xenon ist ein einatomiges.24 5 Einzeldarstellungen Vorkommen Im Weltall kommt Xenon in bemerkenswerter Menge vor (Cameron 1970). 2006). Spallationsreaktionen sowie die Kernspaltung schwerer Isotope wie 24494Pu (Kaneoka 1998). wie auch einige bestimmte Gesteine (z. Rostaing et al. Sein Anteil an der Erdatmosphäre beträgt gerade einmal 0. daher ist es das teuerste Edelgas. Der Tripelpunkt liegt bei − 111. Die gesamte hergestellte Menge dürfte auch heute die Marke von 10. Das im Mondstaub nachgewiesene Xenon wurde durch den Sonnenwind dorthin befördert. In den Magnesiumsilikat-Gesteinen des Erdmantels löst es sich deutlich schlechter als die leichteren Edelgase (Shcheka und Keppler 2012). .1 K) kondensiert und bei – 111. B. 5.37 K) und 0.78 °C (161. wenn man es auf eine Temperatur von − 241.45 °C (161. 5. oder das durch radioaktive Zerfallsprozesse entstanden ist. Xenon ist selten und zugleich stark nachgefragt.8165 bar (Ziegler et al.84 MPa und einer kritischen Dichte von 1.9 kg/m3 (bei einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von 1013 hPa) hat Xenon eine fast fünfmal höhere Dichte als Luft. Argon und dem größten Teil des Sauerstoffs trennt man Krypton und Xenon in einer am unteren Ende beheizten und am oberen Ende gekühlten Kolonne. Wie die anderen Edelgase außer Helium kristallisiert auch Xenon kubisch-dichtest (Schubert 1974). aber auf der Erde ist es das seltenste stabile Element.000 m3 nicht überschreiten. farbloses und geruchloses Gas. Xenon erhält metallische Leitfähigkeit. das bei – 108 °C (165. Mit einer Dichte von ca. In einem Weißen Zwerg war Xenon in erheblicher Konzentration nachzuweisen (Werner et al. 2006). Gewinnung Sie erfolgt nahezu analog wie für Krypton beschrieben. Nach Abtrennung von Stickstoff. Dies ist dem Spontanzerfall einiger Isotope des Thoriums und Urans geschuldet (Hintenberger 1972). oder Xenon-VI-fluorid. Als starkes Oxidations. Xenon ist dabei im Eis eingeschlossen (Pietrass et al. Die Synthese erfolgt entweder aus Xenon und Fluor bei einer Temperatur von 400 °C und unter Überdruck (ΔfG0 = −251 kJ/mol) oder aus Xenon und Sauerstoffdifluorid.und Fluorierungsmittel findet es gelegentlich in der organischen Synthese Verwendung (Bartlett 1962.5 Xenon In Gasentladungsröhren leuchtet Xenon blau. so neigen größere Ionen zur Anlagerung an die Xenonatom unter Bildung anionischer Komplexe (Holz 1995).25 5. Bei einer Temperatur von 115. Chemische und physikalisch-chemische Eigenschaften Xenon ist zusammen mit Radon das reaktionsfähigste Edelgas. 2007). Beim raschen Erhitzen an der Luft zersetzt es sich sehr heftig zurück zu den Elementen. wie beispielsweise mit Wasser bei Temperaturen unter − 40 °C. obwohl die Bildungsenthalpie von XeF2 stark negativ ist (ΔfH0 = − 163 kJ/mol). Es ist bei Raumtemperatur fest und sublimiert bei einer Temperatur von 114. so dass sie auch abzuspalten sind und Xenon daher chemische Verbindungen eingehen kann. Wie alle Edelgase besitzt Xenon nur vollständig aufgefüllte äußere Elektronenschalen.75 °C sublimiert XeF4. das unter Normalbedingungen beständig ist. Es liegt nur einatomig vor und besitzt eine geringe Reaktivität. Im Kristallgitter liegen isolierte XeF2-Moleküle vor. sind in diesem Salze gelöst. durch Wasser aber im Zuge einer Disproportionierung zu Xenontrioxid hydrolysiert wird: 6 XeF4 + 12 H 2O → 2 XeO3 + 4 Xe + 3O2 + 24 HF . Die Ionisierungsenergien der äußersten Elektronen liegen aber erheblich niedriger als bei den leichteren Homologen. Die Struktur seiner Moleküle ist planar. man kennt inzwischen eine größere Zahl an Xenonverbindungen. Die meisten Verbindungen mit anderen Elementen wie Sauerstoff oder Stickstoff sind jedoch nicht stabil und sind nur durch Anwendung elektrischer Entladungen auf Xenonfluoride oder Xenon-IIchlorid bei tiefen Temperaturen zugänglich (Holleman et al. 1995). Xenon bildet eine Reihe von Clathraten.35 °C. Hoppe 1964). Xenon-IV. 1995). Xenon löst sich auch zu einem gewissen Grad in Wasser (Haselmeier et al. Xenon-IV-fluorid (XeF4) wurde 1962 als erste Edelgasverbindung überhaupt dargestellt. (Radon hat sogar noch geringere Ionisierungsenergien. aber wegen der relativ kurzen Halbwertszeiten der Radonisotope sind dessen Verbindungen schwerer zu isolieren und zu charakterisieren. In Abhängigkeit vom Verhältnis von Xenon zu Fluor entstehen daher bei erhöhter Temperatur und jeweils exotherm Xenon-II-. Verbindungen Xenon-II-fluorid (XeF2) ist durch Bestrahlung eines aus Xenon und Fluor bestehenden Gemisches mit UV-Licht bei Anwesenheit fluoridischer Katalysatoren darstellbar.) Direkt reagiert Xenon nur mit Fluor. Diese auch seit langem in Scheinwerfern von Autos eingebauten Lampen erzeugen ein Licht. Xenon-VI-oxid (XeO3) ist. In Glühlampen zeigt Xenon dieselbe Wirkung wie andere Edelgase. instabil und kann sich oberhalb von 25 °C explosionsartig zersetzen. a. In Gasentladungslampen erzeugt das ionisierte Gas ein Licht. Aus Perxenatlösungen kann man durch Ansäuern das hochexplosive Xenon-VIII-oxid (XeO4) erzeugen. das dem Tageslicht ähnlich ist. sondern nur über den Umweg über Xenonfluoride. Es reagiert mit Metallhalogeniden (z. RbF) zu Fluoroxenaten [(RbXeF7)−] (siehe auch Bartlett 1962) und reagiert wie XeF4 mit Wasser unter Freisetzung von Fluorwasserstoff zu Xenontrioxid (XeO3). Die Vorteile liegen auf der physiologischen Seite (kein Abfall des Blutdrucks). In stark alkalischer Lösung addiert XeO3 noch ein Hydroxidion. Römpp). .26 5 Einzeldarstellungen Xenon-VI-fluorid (XeF6) ist ein farbloser Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 49. das mehr als doppelt so stark ist wie das von einer Halogenlampe gleicher elektrischer Leistung erzeugte (Ribitzki et al. B. nachteilig sind die relativ hohe Einsatzkonzentration und der hohe Preis (Marx et al. zum Perxenat-Ion (XeO64–). in dem Xenon in der Oxidationsstufe +8 vorliegt. Es ist jedoch in kleinen Mengen unzersetzt in Wasser löslich. Anwendungen Meist setzt man Xenon als Füllgas in Lampen ein. 354 nm aussenden (XeF-Laser. je nach Laser. was eine bessere Lichtausbeute zur Folge hat (Römpp). Rubidiumfluorid. die mit Lauge zu Xenonoxidfluoriden und Xenon-VI-oxid reagieren. die UV-Strahlung bei Wellenlängen von 172 nm (Pharmazeutische Zeitung 2014) bzw. Xenon wirkt narkotisierend und wird bei der Inhalationsnarkose eingesetzt. in Filmprojektoren. wodurch der Glühfaden auf höhere Temperaturen erhitzt wird. Xenate und Perxenate zählen zu den stärksten bekannten Oxidationsmitteln. 1994). wobei diese Methode im Blut keine zur Zeit nachweisbaren Spuren zurücklässt.6 °C.und Landebahnen auf Flughäfen installiert (Häussinger et al. Im Gegensatz zu Lachgas (Distickstoffmonoxid) ist es ungefährlich und kein Treibhausgas. wobei sich die ebenfalls nicht stabile Xenonsäure (H2XeO4) bildet. anders als die Xenonfluoride. auch Xenon-Halogen-Dimere. setzte die WADA Xenon im Mai 2014 auf die Dopingliste (The Economist 2014). XeO3 ist nicht durch direkte Synthese aus Sauerstoff und Xenon zugänglich. Diese Lampen sind z. In Excimerlasern bildet Xenon in situ Dimere (Xe2) bzw. 2006). B. Da Xenongas nach ersten Untersuchungen die körpereigene Produktion von EPO anregt. 2000). Blitzlichtern und Befeuerungen von Start..5 °C und einem Siedepunkt von 75. das entstehende Hydrogenxenat-Ion (HXeO4–) disproportioniert u. 15 Schmelzpunkt (°C ♦ K): 2.6 s α > 21684Po 86Rn (9) 222 3. bei 273. Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) 220 Van der Waals-Radius (berechnet.73 Molares Volumen (m3/mol.96 s α > 21584Po 86Rn (1) 220 55. Die im Erdreich und in Gesteinen in geringen Mengen vorhandenen Verbindungen des Urans und Thoriums setzen bei ihrem radioaktiven Zerfall ständig .8 ♦ 211. A.27 5. Jahr Wichtige Isotope [natürliches Halbwertszeit (a) Zerfallsart.35 Siedepunkt (°C ♦ K): 16.6 Radon 5. erste: Keine Angabe Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Diamagnetisch Kristallsystem: Kubisch-flächenzentriert Keine Angabe Schallgeschwindigkeit (m/s.4 Verdampfungswärme (kJ/mol): Tripelpunkt (°C ■ kPa): Keine Angabe 103.2 ♦ K. bei 298 K) 9.6 Radon Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr.php) Dorn (Deutschland).89 Schmelzwärme (kJ/mol): − 61. A.28 Kritischer Punkt (°C ■ MPa): Vorkommen Radon ist mit einem Anteil von ca.15 K): Dichte (kg/m3. im festen Zustand): 50. -produkt Vorkommen (%)] 219 3. ♦ K.5 × 10−6 Wärmeleitfähigkeit ([W/(m · K)]): 0.: Rn 86 10043-92-2 Aussehen: Farbloses Gas Radon in Gasentladungs-röhre (http:// images-of-elements.85 ■ 6.00364 20. 1900 Entdecker.1 × 10−11 Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): (222) 2. pm): 150 Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: [Rn] ([Xe] 6s2 6p6 5d10 4f14) 1037 Ionisierungsenergie (kJ/mol).824 d α > 21884Po 86Rn (90) 6. 10−15 ppm das seltenste Gas in der Luft.com/radon.79 Spezifische Wärme ([J/(mol · K)]): − 71 ♦ 202. Häuser aus Naturstein oder Lehm (Fachwerkhaus) sind stärker belastet (Dambeck 2012). erreicht Radon. Radon ist für rund ein Zehntel der Todesfälle mit Diagnose Lungenkrebs verantwortlich. Meran und Umhausen im Ötztal (Hacker und Mostler 1999). der Bayerische Wald und das Fichtelgebirge sowie der Schwarzwald. daneben auch aus Granit aufgebaute Mittelgebirge (Rheingraben).4 kBq/m3. in das Grundwasser. Gebiete mit Kalkböden zeigen deutlich geringere Radonemissionen (siehe Abb. das aus tieferen Bodenschichten stammt. Bad Gastein. In Deutschland liegt die mittlere Belastung mit Radon in Innenräumen bei 59 Bq/m3 Luft. besonders hoch ist sie im jeweils untersten Geschoss. Ursache ist nicht Radon selbst. 5. steigen lässt.28 5 Einzeldarstellungen neues Radon frei.000 und in Deutschland 1900 pro Jahr. Gebiete mit relativ hohem Gehalt an Thorium.6 s. Die Wettinquelle im erzgebirgischen Bad Brambach ist die stärkste zu Trinkkuren genutzte Radonquelle der Welt (Koch und Heinicke 2004). Bad Kreuznach. sondern dessen radioaktive Zerfallsprodukte wie die α-Strahler Polonium oder Blei. Beim Zerfall eines Gramms 22688Ra entstehen 0. In einigen Quellen legen erhebliche Konzentrationen an gelöstem Radon vor. Höhlen und Bergwerke. Da die Halbwertszeit der natürlich vorkommenden Isotope des Radons (22286Rn: 3. wirkt sich diese Art des Kontaktes mit Radon nicht auf die Häufigkeit des Auftretens von Krebs aus. Regionen mit Abbau von Uran. Menzenschwand. Da die α-Strahlung in die menschliche Haut kaum eindringt. Bauxit. Natürliche Wässer haben in Deutschland eine durchschnittliche Radioaktivität von 4. nicht mehr die Oberfläche.824 d. . Rohrleitungen.1). Gewinnung Im Labor kann man das aus einer Probe austretende Radon auffangen und durch Kondensieren von der Restluft trennen (Hoffmann 1979). in Keller. B. 21986Rn: 4 s) stets sehr klein ist. In Häusern ist die Belastung größer als in der Außenluft. an Lungenkrebs zu erkranken. im Wasser und in der Luft auf als Kalkböden. Granit und Schiefer weisen höhere Konzentrationen an Radon im Boden. wie z. also in der Europäischen Union 20.64 cm3 22286Rn pro Monat (Radon). 22086Rn: 55. Dieses diffundiert aus den obersten Bodenschichten in die Atmosphäre. Ischia im Golf von Neapel.und Uranverbindungen sind in Deutschland das Erzgebirge. Unter ungünstigen Bedingungen lässt es die Radioaktivität der Raumluft und damit das Risiko für die Bewohner. Regelmäßiges Lüften der Kellerräume oder des Erdgeschosses ist daher wichtig. die meist an Aerosolteilchen angelagert sind und mit der Atemluft aufgenommen werden. Gesundheitsgefahren Die Belastung durch Radon kann gefährlich sein. 2006) Eigenschaften Radon ist das reaktivste der bisher bekannten Edelgase.6 Radon 29 Abb. Nur mit Fluor reagiert es zu Radonfluorid. jedoch im normalen Maßstab immer noch sehr reaktionsträge. Deutschland.und geschmacklos.1 Durchschnittliche Radonkonzentration in der Bodenluft.5. 5. (Menzler et al. als Feststoff ist es aber leuchtend gelb bis orange. Unter Normalbedingungen ist Radongas farb-. Als Füllgas in . geruch. 220 Rn (Thoron) ist ein Zerfallsprodukt von 22488Ra in der Thorium-Zerfallsrei86 he. daher ist es radiologisch praktisch ohne Bedeutung. Der Radongehalt eines Gewässers gibt Informationen über dessen Kontakt zum Grundwasser.30 5 Einzeldarstellungen Gasentladungsröhren eingesetzt. und zudem zerstört die energiereiche Strahlung des Radons manche seiner Verbindungen (Autoradiolyse). Seine Halbwertszeit ist mit 55. Eine auf Untersuchungen mit messbaren Mengen beruhende Chemie ist nicht möglich. 2000). Ein hoher Gehalt an Radon im Oberflächenwasser zeigt einen hohen Einspeisungsgrad durch Grundwasser an. Radon wird durch Inhalation in Stollen oder in Wannenbädern durch die Haut aufgenommen. 222 Rn entsteht durch α-Zerfall des Radiumisotops 22688Ra in der Uran-Radium86 Zerfallsreihe. Für die Anwendung bei Kindern. ebenso Oberflächenwasser. Anwendungen Radonhaltige Heilwässer sollen das menschliche Immunsystem stimulieren. Es ist das stabilste Radonisotop und erleidet mit einer Halbwertszeit von 3.6 s sehr kurz. diese Wirkung ist bisher aber nicht bestätigt. Jugendlichen und Schwangeren spricht das Umweltbundesamt eine Warnung aus (Erzberger et al. Es wird von ungebranntem Lehm in Gebäuden emittiert und ist hinsichtlich der Strahlenbelastung wichtig. erzeugt es rotes Licht. es zerfällt unter Aussendung von Alphateilchen weiter zu 21684Po.824 d ebenfalls α-Zerfall zum Poloniumisotop 21884Po. Theoretische Berechnungen beschreiben einige Eigenschaften des noch nicht synthetisierten Radonhexafluorids (RnF6) (Filatov und Cremer 2003). Grundwasser aber weist deutlich nachweisbare Konzentrationen an Radon auf. das aus Atomen besteht. Messungen des Radongehaltes in unterirdischen Hohlräumen nutzt man gelegentlich für die Vorhersage von Erdbeben. Sein Anteil an natürlich vorkommendem Radon ist mit 1 % sehr gering. Verbindungen Verbindungen des Radons dürften noch stabiler und zahlreicherer sein als die des Xenons. 219 Rn (Actinon) wird durch α-Zerfall von 22388Ra in der Uran-Actinium-Reihe 86 gebildet und hat eine Halbwertszeit von 3. Regenwasser enthält so gut wie kein Radon. Mit der für Gase sehr hohen Dichte von 9. Erschütterungen im Erdreich bewirken eine schnellere Ausbreitung des in der Erde entstehenden Radongases (Deutschlandfunk 2009). .73 kg/m3 (!) ist es das mit Abstand spezifisch dichteste Gas. Die kurze Halbwertszeit von Radon behindert seine Forschung aber beträchtlich.96 s. Jahr Von 294118Uuo ausgehende Zerfallsreihe (Tkgd2007) Vereinigtes_Institut für Kernforschung.7 Ununoctium 5. Dubna (Russland) Lawrence_Livermore_National_Laboratory.: Uuo 118 54144-19-3 Aussehen: Feststoff (?) Entdecker. bei 273. erste ♦ zweite ♦ dritte: Magnetische Volumensuszeptibilität: Magnetismus: Kristallsystem: Schallgeschwindigkeit (m/s.8 (Eichler und Eichler 2004) .15 K): Dichte (g/cm3.4 (Eichler und Eichler 2004) Keine Angabe 166 ■ 6.31 5. pm): Kovalenter Radius (pm): Elektronenkonfiguration: Ionisierungsenergie (kJ/mol).89 ms 118 Massenanteil in der Erdhülle (ppm): Atommasse (u): Elektronegativität (Pauling ♦ Allred&Rochow ♦ Mulliken) Van der Waals-Radius (berechnet.7 Ununoctium Symbol: Ordnungszahl: CAS-Nr.5 (Eichler und Eichler 2004) 77 ± 30 ♦ 350 ± 30 (Nash 2005) 19.9–5. 2006 Halbwertszeit (a) Zerfallsart. -produkt Wichtige Isotope [natürliches Vorkommen (%)] 294 Uuo (synthetisch) 0. Livermore (USA).1 (Bonchev und Kamenska 1981) Keine Angabe Keine Angabe Keine Angabe Keine Angabe 23. als Flüssigkeit beim Schmelzpunkt) Molares Volumen (m3/mol. im festen Zustand): Wärmeleitfähigkeit ([W/(m · K)]): Spezifische Wärme ([J/(mol · K)]): Schmelzpunkt (°C ♦ K): Schmelzwärme (kJ/mol): Siedepunkt (°C ♦ K): Verdampfungswärme (kJ/mol): Tripelpunkt (°C ■ kPa): Kritischer Punkt (°C ■ MPa): α > 290116Lv – (294) Keine Angabe Keine Angabe 157 (Eichler und Eichler 2004) [Uuo] ([Rn] 7s2 7p6 6d10 5f14) 839 (Haire 2006) Keine Angabe Diamagnetisch Keine Angabe Keine Angabe 4. Man bezeichnet es auch als Eka-Radon. 1999. Ob es aber wirklich bei Raumtemperatur gasförmig ist. Forscher postulieren seit langem das Vorliegen einer Insel relativer Stabilität etwa ab dem Element mit der Ordnungszahl 110 aufwärts. Durch α-Zerfall geht 294118Uuo in 290116Lv (Livermorium) über. Berkeley Lab News Releases 2001. Ghiorso. Aus chemischer Sicht gehört Ununoctium zur Gruppe der Edelgase. Im Jahr 2006 wurde erneut die Erzeugung des Elements 118 bekanntgegeben.32 5 Einzeldarstellungen Die Literaturzitate (Eichler und Eichler 2004) bis (Eichler und Eichler 2004) geben vorausgesagte Daten wieder. als man es nach einer durch bloße Fortschreibung der Halbwertszeiten der Transactinoide hätte erwarten können. Verbindungen Über die chemischen Eigenschaften von Ununoctium bisher keine experimentellen Befunde existieren. Sanderson 2006. die im Rahmen eines Joint Ventures zwischen dem Vereinigten Institut für Kernforschung. Diese Resultate hielten einer wissenschaftlichen Prüfung jedoch nicht stand. dies trotz seiner großen Verdienste an der Entdeckung der Elemente 95 bis 106. Wegen der sich bis in die höchsten Perioden fortsetzenden Schrägbeziehung könnte Ununoctium auch einige Charakteristika mit seinem Diagonalpartner Astat teilen. und disqualifizierte die Berkeley Laboratories von weiteren Arbeiten zum Nachweis superschwerer Kerne. entsprechend seiner Ordnungszahl 118) ist das bisher schwerste nachgewiesene. schwer. das aber ebenfalls im Laufe von in Millisekunden weiter zerfällt. und des Lawrence Livermore National Laboratory (USA) bereits 2002 und wiederholt im Jahre 2005 durch Beschuss von 25498Cf mit 4020Ca erhalten wurden (Oganessian et al. jedoch viel langlebiger. dass die Ergebnisse möglicherweise gefälscht worden waren. Dubna (Russland). Insgesamt konnte man drei Atome des Elements nachweisen. Quelle hierfür waren Resultate. Dieses Eingeständnis beschädigte den Ruf des Leiters der damals durchgeführten Untersuchungen. die vorhersagen. 82 Ghiorso et al. 2006. Gewinnung Das noch nicht regulär benannte Element Ununoctium (Uuo. . ist nicht bekannt. Schewe und Stein 2006). Eigenschaften Das einzige bislang erzeugte Isotop 294118Uuo ist radioaktiv und mit einer Halbwertszeit von 0. worauf die Leitung der Berkeley Laboratories drei Jahre später einräumte. das Halogen und Halbmetall zugleich ist. zumindest für Ununoctium. 2002). Die Eigenschaft eines Edelgases wird eher dem nur wenige Jahre zuvor entdeckten Element Copernicium (Ordnungszahl 112) zugeschrieben. Ende der 1990er Jahre erzeugte man in den Berkeley Laboratories angeblich erstmals Kerne des Ununoctiums durch Beschuss von 208 Pb-Kernen mit 8636Kr (Ghiorso et al.89 ms zwar kurzlebig. Dagegen stehen Ergebnisse theoretischer Berechnungen. dass sich Copernicium chemisch ähnlich wie sein Homologes Quecksilber verhält (Gerber 2006). da das Element lediglich indirekt anhand seiner typischen Zerfallsprodukte nachgewiesen wurde. Drucksache 15/2739 vom 26. Stuttgart. Cambridge.H. 218. ISBN 978-0-7216-9424-5 W. – Kinetics of formation of clathrate phases. 2004).W.J. Chem. 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Edelgase - Eine Reise Durch Das Periodensystem

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