貴ガス:一覧・性質・用途(18族)

希ガスは、周期表の最後の列である18族にある6つの元素で、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンです。無色無臭の単原子の気体で、あらゆる元素の中で最も反応しにくい元素です。オガネソン(118)も18族に位置しますが、その性質は未知のため、このサイトでは超重元素として掲載しています。

希ガスが非常に反応しにくい理由

どの希ガスも、最外殻が完全に満たされています。ヘリウムは唯一の電子殻を満たす2個の電子(1s²)をもち、ネオンからラドンは、安定なオクテットであるns² np⁶の配置で8個の最外殻電子をもちます。電子殻が満たされているため、電子を受け取る傾向がなく、イオン化エネルギーが非常に高いので、電子を失うこともまれです。ヘリウムの第一イオン化エネルギーは、あらゆる元素の中で最も高くなっています。

性質と族の下方への傾向

希ガス原子どうしの間にはたらく力は非常に弱いため、6つすべてが室温で気体です。ヘリウムの沸点は4.2 K(−269 °C)で、あらゆる元素の中で最も低く、通常の圧力では凍らせることができません。族を下がるにつれて原子は大きくなり、最外殻電子の束縛は弱くなります。イオン化エネルギーは小さくなり、原子半径、密度、沸点は大きくなり、ラドンの沸点は約−62 °Cです。

希ガスは反応できるのか

かつては不活性ガスと呼ばれていましたが、1962年にニール・バートレットが最初の希ガス化合物であるヘキサフルオロ白金酸キセノンをつくりました。キセノンは、混合物を加熱したり光にさらしたりするとフッ素と結合し(Xe + F₂ → XeF₂)、XeF₄、XeF₆や酸化物もつくります。クリプトンは二フッ化クリプトン(KrF₂)をつくりますが、ヘリウム、ネオン、アルゴンの安定な化合物は、通常の条件では知られていません。

希ガスの用途

ヘリウムは軽くて燃えないため、風船や飛行船に詰められ、液体ヘリウムはMRI装置の磁石を冷やします。ネオンは広告用の看板で赤橙色に光ります。アルゴンは空気の約0.93%を占め、溶接中の高温の金属を守り、電球や二重窓にも封入されます。クリプトンとキセノンは明るいランプやカメラのフラッシュに使われ、キセノンは一部の宇宙機のイオンエンジンの推進剤になります。

ラドンは放射性です。ウランを含む岩石や土壌から染み出して地下室にたまることがあり、喫煙に次いで2番目に多い肺がんの原因となります。

オガネソン、未知のメンバー

オガネソン(118)は、ラドンの下で第7周期を締めくくります。これまでにごくわずかな原子しかつくられておらず、それぞれ約1ミリ秒しかもたないため、性質は何も測定されていません。計算によれば、室温では固体で、ほかの希ガスよりも反応性が高いかもしれないと示唆されています。


2	ヘリウム	He	4.0026	1s2	気体
10	ネオン	Ne	20.18	[He] 2s2 2p6	気体
18	アルゴン	Ar	39.948	[Ne] 3s2 3p6	気体
36	クリプトン	Kr	83.798	[Ar] 3d10 4s2 4p6	気体
54	キセノン	Xe	131.29	[Kr] 4d10 5s2 5p6	気体
86	ラドン	Rn	222	[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6	気体

希ガス(18族)

周期表での位置

この族の元素