Quelltext der Seite Edelgasverbindungen

'''Edelgasverbindungen''' sind [[chemische Verbindung]]en, die mindestens ein [[Edelgase|Edelgasatom]] enthalten. Edelgase haben eine abgeschlossene [[Valenzschale]] und damit keine Neigung zur Verbindungsbildung. Trotzdem gibt es von einigen Edelgasen Verbindungen. Diese neigen aber relativ schnell zum Zerfall, und sehr viele davon sind nur bei tiefen Temperaturen stabil. Sie sind deshalb auch sehr starke [[Oxidationsmittel]].

Edelgasverbindungen waren bis 2017 nur von den vier schweren Edelgasen [[Argon]], [[Krypton]], [[Xenon]] und [[Radon]] bekannt, nicht jedoch von [[Helium]] und [[Neon]].
Keine Edelgasverbindungen im Sinn dieses Artikels sind die sogenannten Einschlussverbindungen oder [[Clathrate]], bei der die Edelgasatome nur schwach gebunden sind.

== Stabilität ==

Bei den leichten Edelgasen Helium und Neon sind die ersten Ionisierungsenergien sehr hoch. Es ist bislang nicht gelungen, deren Ionisierung mit chemischen Methoden zu erreichen, denn es gibt kein [[Oxidationsmittel]], das zu einer solchen Reaktion in der Lage wäre.

Bei den schwereren Homologen nimmt die Ionisierungsenergie mit zunehmender [[Ordnungszahl]] immer weiter ab, sodass davon stabile Verbindungen gebildet werden können. Deshalb gibt es Edelgasverbindungen fast nur von den Edelgasen Argon bis Radon. Von dem 2006 hinzugekommenen [[Oganesson]] (Element 118) wurden nur drei Atome erzeugt, deren chemische Eigenschaften noch unbekannt sind.

Bei Radonverbindungen ist die Stabilität zusätzlich eingeschränkt, weil dieses Element radioaktiv ist und auch das langlebigste Isotop <sup>222</sup>Rn nur eine geringe [[Halbwertszeit]] von unter 4 Tagen hat.

== Wichtige Verbindungen ==

Von dem Element Krypton sind bisher nur die Verbindungen [[Kryptondifluorid]] KrF<sub>2</sub> (nach Reaktion mit lewissaurer MF<sub>n</sub> als KrF<sup>+</sup> das stärkste bekannte Oxidationsmittel) und das nur bei tiefen Temperaturen stabile Kryptonbis(pentafluororthotellurat) Kr(OTeF<sub>5</sub>)<sub>2</sub> bekannt.

Von Xenon sind die meisten Verbindungen bekannt. In Xenonverbindungen hat das Xenon die Oxidationsstufen +2, +4, +6 oder +8. Als Xenonverbindungen sind [[Fluoride]], [[Oxide]], aber auch Xenon-[[Stickstoff]]-Verbindungen, Xenon-Kohlenstoff-Verbindungen und komplexere Verbindungen (zum Beispiel XePtF<sub>6</sub>) bekannt.
[[Datei:XeF2 kristalle.png|mini|XeF<sub>2</sub>-Kristalle]]

=== Fluoride ===

Es gibt drei bekannte einfache Xenon-Fluor-Verbindungen:

[[Xenondifluorid]] XeF<sub>2</sub>, [[Xenontetrafluorid]] XeF<sub>4</sub> und [[Xenonhexafluorid]] XeF<sub>6</sub>.

Xenondifluorid und Xenontetrafluorid sind entsprechend dem [[VSEPR-Modell]] linear bzw. quadratisch-planar aufgebaut. Sie kommen monomer vor. Xenonhexafluorid ist quadratisch-bipyramidal (verzerrt oktaedrisch) aufgebaut.

Alle Xenonfluoride werden durch thermische oder photochemische Aktivierung von Xenon/Fluor-Gemischen hergestellt. Welches Produkt entsteht, hängt vom Stoffmengenverhältnis sowie den Reaktionsbedingungen ab – Druck, Temperatur.

→ siehe auch: [[Excimerlaser]] (instabil: F<sub>2</sub>, Xe, [[Argonmonofluorid|ArF]], [[Kryptonmonofluorid|KrF]], [[XeBr]], [[XeCl]], [[Xenonmonofluorid|XeF]])

=== Oxide ===

Als Oxide sind [[Xenon(VI)-oxid]] XeO<sub>3</sub> und [[Xenon(VIII)-oxid]] XeO<sub>4</sub> bekannt. Beide Oxide sind sehr instabil und explosiv, sie sind starke Oxidationsmittel. Die Struktur des Xenontrioxids ist nach dem [[VSEPR-Modell]] trigonal-pyramidal (pseudo-tetraedrisch), die des Xenontetroxids tetraedrisch.

→Darstellung des Trioxids durch vollständige Hydrolyse von Xenonhexafluorid:
:<math>\mathrm{XeF_6 + 3\ H_2O \longrightarrow XeO_3 + 6\ HF}</math> <ref name="Huheey">''Die Chemie der Edelgase.'' In: [[J. E. Huheey]], E.Keiter, R.Keiter: ''Anorganische Chemie.'' 2. Auflage, de Gruyter, Berlin/New York 1995.</ref>

=== Heliumverbindungen ===

Na<sub>2</sub>He konnte in einer Diamant-Hochdruckzelle dargestellt werden und ist nur bei einem sehr hohen Druck von >113&nbsp;[[Pascal (Einheit)|GPa]] stabil. Im Februar 2017 wurde die Verbindung Na<sub>2</sub>HeO vorhergesagt, die bei >15 GPa stabil sein sollte.<ref>Xiao Dong, Artem R. Oganov u.&nbsp;a.: ''A stable compound of helium and sodium at high pressure.'' In: ''Nature Chemistry.'' 9, 2017, S.&nbsp;440, [[doi:10.1038/nchem.2716]].</ref> Eine Heliumverbindung wurde rechnerisch entwickelt und dargestellt sowie eine zweite vorhergesagt.

=== Weitere Verbindungen ===

* Die erste hergestellte Xenon-Verbindung war [[Xenonhexafluoroplatinat]] XePtF<sub>6</sub> im Jahr 1962.<ref>N. Bartlett: ''Xenon Hexafluoroplatinate(V) Xe<sup>+</sup>[PtF<sub>6</sub>]<sup>−</sup>'' In: ''Proceedings of the Chemical Society'' 1962, S. 218, [[doi:10.1039/PS9620000197]] (Sammel-DOI).</ref>

* Die erste hergestellte Xenon-Metallverbindung ist ein Tetra-Xenon-Gold(II)-Kation,<ref>{{Literatur |Autor = Stefan Seidel, Konrad Seppelt |Titel = Xenon as a Complex Ligand: The Tetra Xenono Gold(II) Cation in AuXe<sub>4</sub><sup>2+</sup>(Sb<sub>2</sub>F<sub>11</sub><sup>−</sup>)<sub>2</sub> |Sammelwerk = Science |Band = 290 |Datum = 2000-10-06 |Nummer = 5489 |Seiten = 117–118 |DOI= 10.1126/science.290.5489.117 |PMID = 11021792}}</ref><ref>Catarina Pietschmann: [https://www.innovations-report.de/html/berichte/biowissenschaften_chemie/bericht-235.html ''Erste Xenon-Metall-Verbindung synthetisiert.''] In: ''innovations-report.de.'' 15. Februar 2001.</ref> das eine exakt quadratisch-planare Struktur zeigt. Sie wurde von Stefan Seidel und [[Konrad Seppelt]] vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie an der [[Freie Universität Berlin|Freien Universität Berlin]] synthetisiert.

* Eine Xenon-Stickstoffverbindung wurde erstmals 1974 von DesMarteau vorgestellt:<ref>{{Literatur |Autor = Robert D. LeBlond, Darryl D. DesMarteau |Titel = Fluoro[imidobis(sulphuryl fluoride)]xenon. An example of a xenon–nitrogen bond |Sammelwerk = Journal of the Chemical Society, Chemical Communications |Band= |Datum = 1974 |Nummer = 14 |Seiten = 555–556 |DOI= 10.1039/C39740000555}}</ref>
:<math>\mathrm{2\ XeF_2 + 2\ HN(SO_2F)_2 \xrightarrow{(CH_2Cl_2;\ 273\ K;\ 4\ Tage)} \ 2\ FXeN(SO_2F)_2 + 2\ HF}</math>

* Das [[Argonfluorohydrid]] (HArF) konnte im Jahr 2000 durch [[Photolyse]] von [[Fluorwasserstoff]] in einer Argonmatrix bei 7,5&nbsp;K synthetisiert werden. Der Nachweis gelang anhand neuer Linien im Infrarotspektrum. Die Verbindung ist nur bei Temperaturen unterhalb von 27&nbsp;K stabil.<ref>Leonid Khriachtchev, Mika Pettersson, Nino Runeberg, Jan Lundell, Markku Räsänen: ''A stable argon compound.'' In: ''Nature.'' 2000, 406, S.&nbsp;874–876, [[doi:10.1038/35022551]].</ref>
:<math>\mathrm{HF + Ar \ \xrightarrow{(7,5\ K;\ Photolyse)} \ HArF}</math>

== Literatur ==
* [[M. Binnewies]]: ''Allgemeine und Anorganische Chemie.'' Spektrum Verlag, Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-0208-5
* {{Literatur |Autor = Wojciech Grochala |Titel = Atypical compounds of gases, which have been called ‘noble’ |Sammelwerk = Chemical Society Reviews |Band = 36 |Datum = 2007 |Nummer = 10 |Seiten = 1632–1655 |DOI= 10.1039/B702109G}}

== Quellen ==
<references />

[[Kategorie:Stoffgruppe]]