edelgassene

Heliumgass brukes sammen med oksygen i dykkergass for å motvirke dykkersyke. Fordi gassen er så lett, brukes den også i ballonger og luftskip. Siden helium har et kokepunkt på bare 4,2 kelvin, brukes flytende helium i magneter som brukes til kjernemagnetisk resonans (NMR) og MR. 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. Edelgasser brukes også i lysstoffrør og i reklamelys («neonrør»).

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

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. Han oppdaget at litt under én prosent av gassblandingen ikke reagerte, men kunne ikke forklare hva det var som ble igjen. Mer enn hundre år seinere fant britene John William Strutt Rayleigh og William Ramsay svaret på dette.

Rayleigh ville bestemme tettheten av nitrogengass og for å gjøre det, fremstilte han nitrogen på to måter: fra luft og fra ammoniakk. Han arbeidet svært nøyaktig, men fant til sin overraskelse at tettheten av nitrogen fra luft var litt høyere enn tettheten av nitrogen fra ammoniakk. Han fant ikke forklaringen på dette før i 1894, i samarbeid med Ramsay i 1894.

På denne tiden grunnstoffenes periodesystem akseptert, men i den daværende utgaven 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 med andre stoffer, uten å lykkes. De kalte den derfor argon, som betyr «doven».

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

Rett etter dette forutsa den franske kjemikeren 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 William Ramsay mellom 1895 og 1898, og for dette ble han i 1904 tildelt Nobelprisen i kjemi. Lecoq hadde selv funnet flere nye grunnstoffer: gallium, dysprosium og samarium.

Siden 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.

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

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 økende størrelsen gjør også at de nederste edelgassene i gruppen reagerer med andre stoffer og danner kjemiske forbindelser, som kalles edelgassforbindelser.

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

• periodesystemet
• grunnstoff