希ガスは、見つかった要素の集合であることにより、 周期表のグループ18を統合します。長年にわたって、それらは希ガスまたは不活性ガスとも呼ばれており、どちらも不正確な名前です。それらのいくつかは、地球の外側と内側に非常に豊富で、極端な条件下でも反応することができます。
その7つの元素はおそらく周期表で最もユニークなグループを構成しており、その特性と低い反応性は貴金属の特性と同じくらい印象的です。その中で最も不活性な元素（ネオン）、2番目に豊富なコスモス（ヘリウム）、最も重くて最も不安定な元素（オガネソン）をパレードします。
ガラス瓶またはアンプルに入った5つの希ガスの輝き。出典：新作Alchemist-hp（トーク）www.pse-mendelejew.de）; 元の単一の画像：Jurii、http：//images-of-elements.com。
希ガスは自然界で最も冷たい物質です。結露する前に極低温に耐えてください。ロンドンの散乱に基づく分子間力とその原子の分極率は非常に弱く、結晶中でそれらをまとまりのある状態に保つことができないため、さらに困難です。
それらは反応性が低いため、それらは貯蔵するのに比較的安全なガスであり、あまり多くのリスクをもたらすことはありません。しかし、それらは肺から酸素を移動させ、過度に吸入すると窒息を引き起こす可能性があります。一方、そのメンバーの2つは非常に放射性の要素であり、したがって、健康に致命的です。
希ガスは反応性が低いため、不活性雰囲気との反応にも使用されます。そのため、試薬や製品が酸化して合成のパフォーマンスに影響を与えるリスクはありません。これは、電気アーク溶接プロセスにも適しています。
一方、それらの液体状態では、それらは、高エネルギー機器の正しい操作、または一部の材料が超伝導状態に到達するために不可欠な最低温度を保証する優れた極低温冷媒です。
希ガスの特徴
右側（オレンジ色で強調表示）は、希ガスのグループです。上から順に、ヘリウム（He）、ネオン（Ne）、アルゴン（Ar）、クリプトン（Kr）、キセノン（Xe）、ラドン（Rn）。
おそらく、希ガスは、物理的および化学的の両方で共通の最も品質を共有する要素です。その主な特徴は次のとおりです。
-それらはすべて無色、無臭、無味です。しかし、それらが低圧でアンプルに封入され、電気ショックを受けると、電離してカラフルなライトを発します（上部の画像）。
-各希ガスには、独自の光とスペクトルがあります。
-それらは単原子種であり、化学結合の関与なしにそれぞれの物理的状態で存在できる唯一の周期表の1つです（金属は金属結合によって結合されているため）。したがって、理想的なガスの球状モデルに非常によく適合するため、ガスの特性を研究するのに最適です。
-それらは一般に、融点と沸点が最も低い元素です。ヘリウムは圧力を上げなければ絶対零度で結晶化することさえできません。
-すべての元素のうち、最も反応性が低く、貴金属よりも少ない。
-それらが純粋に共有結合を形成すると仮定すると、それらの電離エネルギーは、それらの電気陰性度と同様に最高です。
-各期間の最右端にあるため、原子半径も最小です。
7つの希ガス
7つの希ガスは、上から下へ、周期表のグループ18を下っていきます。
-Helio、He
-ネオン、ネ
-Ar、Ar
-クリプトン、Kr
-キセノン、キセノン
-Radon、Rn
-Oganeson、Og
それらのすべては、不安定で人工的なオガネソンを除いて、それらの物理的および化学的特性について研究されてきました。オガネソンは、その大きな原子質量のために、ガスでさえなく、むしろ高貴な液体または固体であると考えられています。ヘリウムやアルゴンと比べて放射能が高いため、ラドンについてはほとんど知られていません。
電子構成
希ガスは、原子価殻が完全に満たされていると言われています。そのため、それらの電子構成は、大括弧（、など）で囲まれた記号を使用して他の要素の構成を簡略化するために使用されます。その電子構成は次のとおりです。
-ヘリウム：1s 2、（2電子）
-ネオン：1s 2 2s 2 2p 6、（10電子）
-アルゴン：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6、（18電子）
-クリプトン：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6、（36電子）
-キセノン：1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6、（54電子）
-ラドン：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電子）
重要なことはそれらを覚えることではなく、ns 2 np 6で終わることを詳述することです：価数オクテット。同様に、その原子は多くの電子を持っていることが認識されています。これは、大きな有効核力により、他の元素のそれと比較して体積が小さくなっています。つまり、原子半径は小さくなります。
したがって、それらの電子密度の高い原子半径は、すべての希ガスが共有する化学的特性を示します。つまり、分極させるのが困難です。
分極率
希ガスは、電子雲の球として想像できます。グループ18を下降すると、その半径が増加し、原子核と価電子（ns 2 np 6）を隔てる距離が増加します。
これらの電子は、核による引き付け力が弱く感じられ、より自由に移動できます。球は大きいほど変形しやすくなります。そのような動きの結果として、電子密度の低い領域と高い領域が現れます：δ+とδ-極。
希ガスの原子が分極すると、隣接する原子に別の原子を誘導できる瞬間的な双極子になります。つまり、私たちはロンドンの分散勢力の前にいます。
そのため、分子間力がヘリウムからラドンに増加し、沸点の上昇に反映されます。それだけでなく、その反応性も高まります。
原子がより分極化されると、それらの価電子が化学反応に参加し、その後に希ガス化合物が生成される可能性が高くなります。
反応
ヘリウムとネオン
希ガスの中で最も反応性が低いのはヘリウムとネオンです。実際、電気陰性度（共有結合の形成による）がフッ素の電気陰性度を超えていても、ネオンは最も不活性な元素です。
地球環境下ではその化合物は知られていない。しかし、コスモスでは、分子イオンHeH +が存在する可能性が非常に高いです。同様に、電子的に励起されると、気体原子と相互作用して、エキシマと呼ばれる短命の中性分子を形成することができます。HeNe、CsNe、Ne 2など。
一方、正式な意味では化合物とは見なされませんが、He原子とNe原子はファンデルウォール分子を生じさせる可能性があります。つまり、単に分散力によって「一緒に」保持される化合物です。例：Ag 3 He、HeCO、HeI 2、CF 4 Ne、Ne 3 Cl 2およびNeBeCO 3。
同様に、そのようなファンデルウォール分子は、イオンによって引き起こされる弱い双極子相互作用のおかげで存在できます。例：Na + He 8、Rb + He、Cu + Ne 3およびCu + Ne 12。これらの分子が原子の集合体になることさえ可能であることに注意してください：クラスター。
そして最後に、HeおよびNe原子は、反応せずにフラーレンまたはクラスレートの内包錯体に「トラップ」または挿入できます。例：60、（N 2）6 Ne 7、He（H 2 O）6およびNe•NH 4 Fe（HCOO）3。
アルゴンとクリプトン
希ガスであるアルゴンとクリプトンは分極性が高いため、ヘリウムやネオンよりも「化合物」が多くなる傾向があります。ただし、それらの一部はより長い寿命を持っているため、より安定して特徴付けられます。それらのいくつかには、HArF、および宇宙線の作用によって星雲に存在する分子イオンArH +があります。
クリプトンから、極端ではあるが持続可能な条件で化合物を入手する可能性が始まります。このガスは、次の化学式に従ってフッ素と反応します。
Kr + F 2 →KrF 2
クリプトンはフッ素のおかげで+2（Kr 2+）の酸化数を獲得することに注意してください。KrF 2は、酸化剤およびフッ素化剤として市場に出せる量で実際に合成することができます。
アルゴンとクリプトンは、クラスレート、エンドヘドラルコンプレックス、ファンデルウォール分子、およびそれらの存在が予測された後に発見を待ついくつかの化合物の幅広いレパートリーを確立できます。
キセノンとラドン
キセノンは、希ガス間の反応性の王様です。それは本当に安定した、市場性があり、特徴付け可能な化合物を形成します。実際、その反応性は適切な条件下での酸素の反応性に似ています。
彼の最初の合成化合物は、1962年にNeil Bartlettによって「XePtF 6」でした。文献によれば、この塩は実際には、キセノンと白金の他のフッ素化塩の複雑な混合物で構成されていました。
しかし、これはキセノンとフッ素の間の親和性を実証するには十分以上でした。これらの化合物の中には、XeF 2、XeF 4、XeF 6および+ -があります。XeF 6が水に溶解すると、酸化物が生成されます。
XeF 6 + 3 H 2 O→XeO 3 + 6 HF
このXEO 3は xenatosとして知られている種（HXeO発信することができる4 -又はキセノン酸（H）2 XEO 4）。過酸化物に不均化したキセネート（XeO 6 4-）; 培地は、次いで酸性化された場合、peroxenic酸（Hにおける4 XEO 6である）、脱水にキセノン四酸化（XEO 4）：
H 4 XeO 6 →2 H 2 O + XeO 4
ラドンは希ガスの中で最も反応性が高いはずです。しかし、それは非常に放射性であり、分解する前に反応する時間がほとんどありません。完全に合成された唯一の化合物は、フッ化物（RnF 2）と酸化物（RnO 3）です。
製造
空気液化
希ガスは、グループ18を下っていくにつれて、宇宙でより豊富になります。ただし、他のガスとは異なり、地球の重力場ではヘリウムを保持できないため、大気中のヘリウムは不足しています。そのため、大気中では検出されず、太陽で検出されました。
一方、空気中にはかなりの量のアルゴンがあり、放射性同位元素40 Kの放射性崩壊から生じます。空気は、地球上で最も重要なアルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンの自然源です。
それらを生成するには、まず空気を液化して、凝縮して液体にする必要があります。次に、この液体は分別蒸留を受け、混合物の各成分（N 2、O 2、CO 2、Arなど）を分離します。
ガスの温度と存在量をどれだけ低くする必要があるかに応じて、ガスの価格が上がり、キセノンが最も高価であり、ヘリウムが最も安価です。
天然ガスと放射性鉱物の蒸留
ヘリウムは、別の分別蒸留から得られます。しかし、空気からではなく、放射性トリウムおよびウラン鉱物からアルファ粒子を放出することにより、ヘリウムが豊富な天然ガスからです。
同様に、ラドンは、それぞれの鉱物におけるラジウムの放射性崩壊から「生まれ」ます。しかし、それらの存在量が少ないこと、およびRn原子の半減期が短いため、それらの存在量は、同族体（他の希ガス）の存在量に比べて危険です。
そして最後に、オガネソンは非常に放射性が高く、超質量の人工の「ガス」であり、実験室内の制御された条件下で一時的にしか存在できません。
危険
希ガスの主なリスクは、特に高濃度の大気が生成される場合、人による酸素の使用を制限することです。そのため、過度に吸入することは推奨されません。
米国では、ウランが豊富な土壌で高濃度のラドンが検出されています。これは、その放射性の特性により、健康リスクになる可能性があります。
用途
業界
ヘリウムとアルゴンは、溶接および切断中の保護のために不活性雰囲気を作成するために使用されます。また、シリコン半導体の製造にも使用されています。ヘリウムは温度計の充填ガスとして使用されます。
アルゴンは、窒素と組み合わせて、白熱灯の製造に使用されます。放電ランプには、臭素やヨウ素などのハロゲンを混合したクリプトンが使用されています。ネオンは明るいサインに使用され、蛍光体やその他のガスと混合してその赤い色に色を付けます。
キセノンは、自動車のヘッドライトやプロジェクターに使用されている、昼光に似た光を発するアークランプに使用されています。希ガスをハロゲンと混合してArF、KrF、またはXeClを生成します。これらはエキシマレーザーの生成に使用されます。
このタイプのレーザーは、高精度の画像を生成する短波紫外線を生成し、集積回路の製造に使用されます。ヘリウムとネオンは極低温冷媒ガスとして使用されます。
風船と呼吸タンク
ヘリウムは体内での溶解度が低いため、呼吸ガス混合物の窒素の代替として使用されます。これにより、上昇中の減圧段階での気泡の形成が回避されるだけでなく、窒素麻酔が排除されます。
ヘリウムは、軽量で不燃性のガスであるため、水素を飛行船や熱気球の上昇を可能にするガスとして置き換えました。
薬
ヘリウムは、核磁気共鳴装置で使用される超伝導磁石の製造に使用されます-医学の多目的ツール。
クリプトンは、レーザー眼科手術や血管形成術で使用されるハロゲンランプで使用されます。ヘリウムは喘息患者の呼吸を促進するために使用されます。
キセノンは脂溶性が高いため麻酔薬として使用されており、将来の麻酔薬と考えられています。キセノンは、肺の医療画像にも使用されます。
放射性希ガスであるラドンは、一部の種類のがんの放射線療法に使用されます。
その他
アルゴンは、不活性雰囲気として窒素を置換する化合物の合成に使用されます。ヘリウムは、ガスクロマトグラフィーのキャリアガスとして、またガイガーカウンターで放射線を測定するために使用されます。
参考文献
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