所述稀有气体是一组找到的元素的由周期表的组18积分。多年来，它们也被称为稀有或惰性气体，两者的名称都不准确。其中一些在地球的内部和外部都非常丰富，并且在极端条件下也具有反应能力。
它的七个元素可能构成元素周期表中最独特的族，其性质和低反应性与贵金属一样令人印象深刻。其中游行队伍中最惰性的元素（氖），宇宙中第二丰富的元素（氦气）以及最重和最不稳定的元素（oganeson）。
玻璃瓶或安瓿瓶中的五种稀有气体的辉光。资料来源：《炼金术士-hp》新作（谈话）www.pse-mendelejew.de）；原始单张图片：Jurii，http：//images-of-elements.com。
稀有气体是自然界中最冷的物质。冷凝前要承受极低的温度。冻结更加困难，因为其基于伦敦散射的分子间作用力以及原子的极化性太弱，以至于很难保持它们在晶体中的凝聚力。
由于它们的低反应性，它们是相对安全的气体，不会造成太多风险。但是，如果过度吸入，它们可以从肺中置换氧气并引起窒息。另一方面，它的两个成员是高放射性元素，因此对健康有害。
稀有气体的低反应性也可用于在惰性气氛下进行反应。因此，没有任何试剂或产物具有氧化和影响合成性能的风险。这也有利于电弧焊接工艺。
另一方面，它们是出色的低温制冷剂，可确保最低温度，这对于高能设备的正确运行或某些材料达到超导状态至关重要。
稀有气体的特征
右边（用橙色突出显示）是稀有气体组。从上到下：氦气（He），氖气（Ne），氩气（Ar），k气（Kr），氙气（Xe）和ra气（Rn）。
也许稀有气体是在物理和化学上具有最共同品质的元素。其主要特点是：
-它们都是无色，无味和无味的；但是当它们在低压下被安放在安瓿瓶中并受到电击时，它们会电离并发出七彩的灯光（上图）。
-每种稀有气体都有自己的光和光谱。
-它们是单原子物种，是周期表中唯一能够以其各自的物理状态存在而没有化学键参与的物种（因为金属通过金属键连接）。因此，它们非常适合研究气体的性质，因为它们非常适合理想气体的球形模型。
-它们通常是熔点和沸点最低的元素；如此之大，以至于氦气即使不增加压力也无法在绝对零下结晶。
-在所有元素中，它们的反应性最低，甚至低于贵金属。
-假设它们形成纯共价键，则它们的电离能和电负性最高。
-它们的原子半径也最小，因为它们在每个周期的最右边。
7种稀有气体
七种稀有气体从上到下依次通过元素周期表的第18组：
-Helio，他
-Ne，Ne
-氩气，氩气
-K，K
-氙气氙气
-Rdon，Rn
-Oganeson，Og
除不稳定的和人造的oganeson以外，所有这些均已对其物理和化学性质进行了研究。由于其较大的原子量，人们认为Oganeson甚至不是气体，而是惰性的液体或固体。由于ra相对于氦或氩的放射性，对ra知之甚少。
电子配置
据说稀有气体的化合价壳已充满。如此之多，以致于其电子配置可通过使用方括号（，等）中包含的符号来简化其他元素的电子配置。其电子配置为：
-氦气：1s 2，（2个电子）
-氖：1s 2 2s 2 2p 6，（10个电子）
-氩：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6（18个电子）
-K：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6，（36个电子）
-氙：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6，（54个电子）
-Radon：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 6p 6（86个电子）
重要的不是记住它们，而是详细说明它们以ns 2 np 6结尾：价八位位组。同样，可以理解的是，它的原子有许多电子，由于强大的有效核力，它们的体积比其他元素要小。也就是说，它们的原子半径较小。
因此，它们的电子致密原子半径表现出所有稀有气体共有的化学特性：它们很难极化。
极化率
稀有气体可以想象成电子云的球体。当一个原子通过第18组下降时，其半径增大，并且以相同的方式将原子核与价电子（ns 2 np 6的原子）分开。
这些电子受到原子核的吸引力减小，它们可以自由移动。球体越大，变形越容易。这种运动的结果是出现了电子密度低和高的区域：δ+和δ-极。
当稀有气体的原子极化时，它变成一个瞬时的偶极子，能够将另一个原子感应到相邻的原子上。也就是说，我们处于伦敦的分散力量面前。
这就是为什么分子间力从氦气增加到ra气的原因，这体现在沸点的增加。不仅如此，而且它们的反应性也得到提高。
随着原子变得更极化，它们的化合价电子更可能参与化学反应，此后会生成稀有气体化合物。
反应
氦和氖
在稀有气体中，反应性最低的是氦气和氖气。实际上，氖是最惰性的元素，即使它的电负性（通过形成共价键）超过了氟。
在地面条件下，其化合物均未知。但是，在宇宙中很可能存在分子离子HeH +。同样，当它们被电子激发时，它们能够与气态原子相互作用并形成称为准分子的短寿命中性分子。例如HeNe，CsNe和Ne 2。
另一方面，尽管从形式上说，它们不是正式的化合物，但He和Ne原子仍可产生Van der Walls分子。也就是说，仅通过分散力将“整体”保持在一起的化合物。例如：Ag 3 He，HeCO，HeI 2，CF 4 Ne，Ne 3 Cl 2和NeBeCO 3。
同样，由于离子诱导的偶极子相互作用弱，这种范德华勒分子可以存在。例如：Na + He 8，Rb + He，Cu + Ne 3和Cu + Ne 12。注意，这些分子甚至有可能成为原子团簇的聚集体。
最后，He和Ne原子可以被“捕获”或嵌入富勒烯或笼形物的内面复合物中，而不会发生反应。例如：60，（N 2）6 Ne 7，He（H 2 O）6和Ne•NH 4 Fe（HCOO）3。
氩和k
稀有气体氩和k，因为它们更具极化性，因此比氦和氖具有更多的“化合物”。但是，它们的一部分使用寿命更长，因此更稳定且更具特征。其中一些是HArF，以及通过宇宙射线的作用而存在于星云中的分子离子ArH +。
从k开始，可以在极端但可持续的条件下获得化合物。该气体根据以下化学方程式与氟反应：
Kr + F 2 →KrF 2
注意，由于氟，k的氧化数为+2（Kr 2+）。实际上，KrF 2可以作为氧化和氟化剂以可销售的量合成。
氩和k可以建立广泛的笼形物，内面复合物，范德华斯分子和一些化合物的存在，这些化合物在它们的预期存在后等待发现。
氙和ra
氙气是稀有气体中反应性之王。它形成了真正稳定，可销售和可表征的化合物。实际上，在适当条件下，它的反应性类似于氧气。
他的第一个合成化合物是尼尔·巴特利特（Neil Bartlett）于1962年提出的“ XePtF 6 ”。根据文献，该盐实际上由氙和铂的其他氟化盐的复杂混合物组成。
但是，这足以证明氙气与氟之间的亲和力。在这些化合物中，我们有：XeF 2，XeF 4，XeF 6和+ -。XeF 6溶于水时，会生成氧化物：
XeF 6 + 3 H 2 O→XeO 3 + 6 HF
此XEO 3可来源于（HXeO称为xenatos物种4 - ）或氙酸（H 2 XEO 4）。Xenate与过氧化物（XeO 6 4-）不成比例；如果将介质酸化，则在过氧酸（H 4 XeO 6）中将其酸化为四氧化氙（XeO 4）：
H 4 XeO 6 →2 H 2 O + XeO 4
on应是稀有气体中最具反应性的气体；但是它是如此的放射性，以至于在分解之前几乎没有时间反应。完全合成的唯一化合物是氟化物（RnF 2）和氧化物（RnO 3）。
生产
空气液化
当我们穿过第18组时，稀有气体在宇宙中变得更加丰富。但是，在大气中氦稀少，因为地球的引力场无法像其他气体那样保留它。这就是为什么它不是在空气中而是在太阳中被检测到的原因。
另一方面，由于放射性同位素40 K 的放射性衰变，空气中存在大量的氩。空气是地球上最重要的氩，氖、,和氙的天然来源。
要生产它们，首先必须将空气液化，使其冷凝成液体。然后，该液体进行分馏，从而分离出其混合物的每种组分（N 2，O 2，CO 2，Ar等）。
取决于气体的温度和丰富度必须降低，气体的价格会上涨，将氙气列为最昂贵的气体，而将氦气列为最便宜的气体。
天然气和放射性矿物质的蒸馏
就氦而言，它是从另一次分馏中获得的。而不是从空气中而是从天然气中富集了氦气，这要归功于放射性th和铀矿物质释放出的α粒子。
同样，ra是从镭在其各自矿物中的放射性衰变而“产生”的。但是由于它们的丰度较低，并且Rn原子的半衰期较短，因此与同类物（其他稀有气体）相比，它们的丰度令人失望。
最后，oganeson是一种放射性高，超质量的人造稀有“气体”，只能在实验室内受控条件下短暂存在。
危险性
稀有气体的主要风险是它们限制了人类对氧气的使用，特别是在产生高浓度的大气时。这就是为什么不建议过度吸入它们的原因。
在美国，在富含铀的土壤中发现了高浓度的don，由于其放射性特征，这可能会危害健康。
应用领域
行业
氦气和氩气用于形成惰性气氛，以便在焊接和切割过程中提供保护。此外，它们还用于制造硅半导体。氦气用作温度计中的填充气体。
氩气与氮气结合用于白炽灯的制造。discharge与卤素（例如溴和碘）混合使用，用于放电灯。霓虹灯用于发光招牌，与磷光体和其他气体混合以掩盖其红色。
氙气用于弧光灯，该弧光灯发出类似于日光的光，用于汽车前灯和投影仪。将稀有气体与卤素混合以产生ArF，KrF或XeCl，将其用于准分子激光器的生产中。
这种类型的激光产生短波紫外线，产生高精度图像，并用于集成电路的制造。氦和氖用作低温制冷剂气体。
气球和呼吸罐
由于氦气在人体中的溶解度低，因此它可以代替呼吸气体混合物中的氮气。除了消除了氮麻醉之外，这还避免了在上升阶段的减压阶段中气泡的形成。
氦已取代氢气，成为可以使飞艇和热气球升起的气体，因为它是一种轻质且不可燃的气体。
药物
氦气用于制造用于核磁共振设备的超导磁体-医学上的多功能工具。
laser用于激光眼科手术和血管成形术中使用的卤素灯。氦气用于促进哮喘患者的呼吸。
氙由于其高的脂溶性而被用作麻醉剂，并且被认为是未来的麻醉剂。氙气也用于肺部医学成像。
on是一种放射性稀有气体，用于某些类型的癌症的放射治疗。
其他
氩气用于合成取代氮气作为惰性气氛的化合物。氦气在气相色谱法以及盖革（Geiger）计数器中用作载气以测量辐射。
参考文献
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