第 18 族:稀有气体列
第 18 族是周期表的最后一列,包含氦、氖、氩、氪、氙、氡和人工合成的元素鿫。它们的外层已经充满,所以几乎不发生反应。稀有气体类别页面介绍六种天然成员,而本页则着眼于整个这一列。
充满的外层:ns² np⁶
从氖往下,每种元素的电子排布都以 ns² np⁶ 结尾,即八个外层电子,如氩([Ne] 3s² 3p⁶)。氦是 1s²,两个电子充满了它唯一的电子层。没有什么可得到,电子又被束缚得很紧,这些原子不形成离子,所以它们的常见电荷记为 0。
氦的 1s² 与第 2 族的 ns² 规律相符,有少数化学家主张它应该放在铍的上方,但它的表现与稀有气体完全一样。
沿族向下的变化趋势
原子越来越大,对外层电子的束缚越来越松:第一电离能从氦的 24.587 eV(所有元素中最高)降到氩的 15.76 eV 和氡的 10.745 eV。原子之间微弱的吸引力变强,所以沸点从氦的 4.22 K 升到氩的 87.3 K 和氡的 211.3 K。
本网站只列出氪(3.0)、氙(2.6)和氡(2.2)的电负性数值。电负性描述原子在化学键中吸引电子的强度,而氦、氖和氩在通常条件下不形成稳定的化合物。
它们从哪里来
氖、氩、氪和氙是从液态空气中分离出来的,空气中约含 0.93% 的氩。氦来自天然气井,在那里它由岩石中铀和钍的放射性衰变积累而成;氡本身是铀衰变的产物,可以渗入地下室。它们的名称讲述着故事:氖的意思是“新的”,氩是“懒惰的”,氪是“隐藏的”,氙是“陌生人”。
鿫与旧的第 0 族
1894 年发现氩的时候,周期表里没有位置留给不活泼的元素,所以增加了一个新的列,最初称为第 0 族。鿫(118)以物理学家尤里·奥加涅相命名,如今使这一列完整了。它只制造出了寥寥几个原子,所以它的性质是预测的;一些计算表明它在室温下会是固体。
第 18 族:沿族向下的性质变化
点击列标题可排序。
| 2 | 氦 | He | 2 | 0 | — | 140 | 0.95 K (-272.2 °C) | 0.179 g/L |
| 10 | 氖 | Ne | 8 | 0 | — | 154 | 24.56 K (-248.6 °C) | 0.9 g/L |
| 18 | 氩 | Ar | 8 | 0 | — | 188 | 83.81 K (-189.3 °C) | 1.784 g/L |
| 36 | 氪 | Kr | 8 | 0 | 3 | 202 | 115.78 K (-157.4 °C) | 3.733 g/L |
| 54 | 氙 | Xe | 8 | 0 | 2.6 | 216 | 161.4 K (-111.7 °C) | 5.894 g/L |
| 86 | 氡 | Rn | 8 | 0 | 2.2 | 220 | 202 K (-71.1 °C) | 9.73 g/L |
| 118 | 鿫 | Og | 8 | — | — | — | — | — |