Edele gassen

De niet-metalen elementen die onder groep 18 zijn ingedeeld helium, neon, argon, krypton, xenon en radon worden edelgassen genoemd. Deze elementen komen voor als monoatomaire soorten en bestaan als gassen bij kamertemperatuur. Radon is het enige radioactieve element uit groep 18.

Naar beneden gaand in de groep, vertonen de elementen een toename in kookpunten, dichtheden en atoomstralen, wat dientengevolge leidt tot een afname van ionisatie-energieën van elk opeenvolgend element. Toch hebben edelgassen hoge eerste ionisatie-energieën in vergelijking met alle andere elementen in het periodiek systeem. Dit komt omdat deze elementen stabiele elektronenconfiguraties hebben met volledige octetten.

Het verwijderen van een elektron vereist de input van een grote hoeveelheid energie, wat ongunstig is. Edelgassen hebben ook positieve elektronenaffiniteitswaarden. Dit betekent dat er energie nodig is om een extra elektron aan een gasvormig atoom toe te voegen.

Edelgassen zijn bestand tegen elektronentoevoegingen omdat hun valentieschillen al compleet zijn en het binnenkomende elektron een hogere kwantumschil moet binnengaan. De hoge stabiliteit van edelgassen getuigt van hun chemische inertie, die vele industriële toepassingen vindt. Argon wordt bijvoorbeeld gebruikt om met gas gevulde elektrische gloeilampen te vervaardigen om de oxidatie van wolfraam gloeidraad te voorkomen, waardoor de levensduur van de lamp wordt verlengd.

Helium wordt gebruikt om een inerte atmosfeer te creëren tijdens het smelten en lassen van gemakkelijk oxideerbare metalen. Aanvankelijk werd aangenomen dat edelgassen volledig chemisch niet-reactief waren en werden inerte gassen genoemd. Begin jaren zestig ontdekte Neil Barlett echter enkele uitzonderingen.

Zo bleek xenon, met de laagste ionisatie-energie van de edelgassen, te reageren met het meest elektronegatieve element, fluor. Xenondifluoride, verkregen door een overmaat xenongas te verhitten met fluorgas, is een stabiel, kristallijn materiaal. Andere verbindingen, zoals xenontetrafluoride en xenonhexafluoride, kunnen ook op soortgelijke wijze worden bereid.

Xenonverbindingen met het elektronegatieve element zuurstof kunnen worden geproduceerd door fluoratomen in xenonfluoriden te vervangen door zuurstof. Xenonhexafluoride reageert bijvoorbeeld met water en geeft een oplossing van xenontrioxide.