Nguyên tố hóa học khí cao quý

Khí quý, bất kỳ trong số bảy nguyên tố hóa học tạo nên Nhóm 18 (VIIIa) của bảng tuần hoàn. Các nguyên tố là helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn), và oganesson (Og). Các loại khí cao quý là các loại khí không màu, không mùi, không vị, không bắt lửa. Theo truyền thống, họ đã được gắn nhãn Nhóm 0 trong bảng tuần hoàn vì trong nhiều thập kỷ sau khi phát hiện ra họ tin rằng họ không thể liên kết với các nguyên tử khác; nghĩa là, các nguyên tử của chúng không thể kết hợp với các nguyên tố khác để tạo thành các hợp chất hóa học. Các cấu trúc điện tử của họ và việc phát hiện ra rằng một số trong số chúng thực sự tạo thành các hợp chất đã dẫn đến sự chỉ định phù hợp hơn, Nhóm 18.

Khi các thành viên của nhóm được phát hiện và xác định, chúng được cho là cực kỳ hiếm, cũng như trơ về mặt hóa học, và do đó được gọi là khí hiếm hoặc trơ. Tuy nhiên, hiện nay người ta đã biết rằng một vài trong số các nguyên tố này khá phong phú trên Trái đất và trong phần còn lại của vũ trụ, do đó, chỉ định hiếm gặp là sai lệch. Tương tự, việc sử dụng thuật ngữ trơ có một nhược điểm là nó có nghĩa là thụ động hóa học, cho thấy các hợp chất của Nhóm 18 không thể được hình thành. Trong hóa học và giả kim thuật, từ cao quý từ lâu đã biểu thị sự miễn cưỡng của kim loại, như vàng và bạch kim, trải qua phản ứng hóa học; nó được áp dụng theo nghĩa tương tự đối với nhóm khí được đề cập ở đây.

Sự phong phú của các loại khí cao quý giảm khi số lượng nguyên tử của chúng tăng lên. Helium là nguyên tố dồi dào nhất trong vũ trụ trừ hydro. Tất cả các loại khí cao quý đều có mặt trong bầu khí quyển của Trái đất và ngoại trừ helium và radon, nguồn thương mại chính của chúng là không khí, từ đó chúng thu được bằng cách hóa lỏng và chưng cất phân đoạn. Hầu hết helium được sản xuất thương mại từ một số giếng khí tự nhiên. Radon thường được phân lập như là một sản phẩm của sự phân hủy phóng xạ các hợp chất radium. Hạt nhân của các nguyên tử radium tự phân rã bằng cách phát ra năng lượng và các hạt, hạt nhân helium (hạt alpha) và nguyên tử radon. Một số tính chất của khí cao quý được liệt kê trong bảng.

Một số tính chất của khí hiếm

heli	neon	argon	krypton	xenon	radon	ununoctium
* Ở 25,05 atm.
** hcp = hình lục giác đóng gói, fcc = hình khối đặt chính giữa (hình khối đóng gói).
*** Đồng vị ổn định nhất.
số nguyên tử	2	10	18	36	54	86	118
trọng lượng nguyên tử	4.003	20,18	39.948	83,8	131.293	222	294 ***
điểm nóng chảy (° C)	−272.2 *	484848,59	−189.3	−157,36	−11,7	−71	-
điểm sôi (° C)	−268.93	−246,08	−185.8	−153,22	− 108	−61,7	-
mật độ ở 0 ° C, 1 khí quyển (gam mỗi lít)	0.17847	0,899	1.784	3,75	5,881	9,73	-
độ hòa tan trong nước ở 20 ° C (centimet khối khí trên 1.000 gram nước)	8,41	10,5	33,6	59,4	108.1	230	-
sự phong phú đồng vị (mặt đất, phần trăm)	3 (0,000137), 4 (99.999863)	20 (90,48), 21 (0,27), 22 (9,25)	36 (0.3365), 40 (99.6003)	78 (0,35), 80 (2,28), 82 (11,58), 83 (11,49), 84 (57), 86 (17.3)	124 (0,09), 126 (0,09), 128 (1,92), 129 (26,44), 130 (4.08), 131 (21,18), 132 (26,89), 134 (10,44), 136 (8,87)	-	-
đồng vị phóng xạ (số khối)	5 trận10	16 trận1919, 23 trận34	30 trận35, 37, 39, 41	69 bóng77, 79, 81, 85, 87	110 Ném125, 127, 133, 135 Phúc147	195 195228	294
màu sắc của ánh sáng phát ra từ ống phóng khí	màu vàng	màu đỏ	đỏ hoặc xanh dương	vàng-xanh	xanh đến xanh	-	-
nhiệt dung của phản ứng tổng hợp (kilojoules mỗi mol)	0,02	0,34	1,18	1,64	2.3	3	-
nhiệt hóa hơi (calo mỗi mol)	0,083	1,75	6,5	9.02	12,64	17	-
nhiệt dung riêng (joules mỗi gram Kelvin)	5.1931	1,03	0,52033	0,24805	0.15832	0,09365	-
nhiệt độ tới hạn (K)	5.19	44,4	150,87	209,41	289,77	377	-
áp suất tới hạn (khí quyển)	2,24	27.2	48,34	54.3	57,65	62	-
mật độ tới hạn (gram trên mỗi cm khối)	0,0696	0,4819	0,5356	0,9092	1.103	-	-
độ dẫn nhiệt (watts trên mét Kelvin)	0,1513	0,0491	0,0177	0,0094	0,0057	0,0036	-
tính nhạy cảm từ (đơn vị css trên một mol)	.000.0000019	−0,0000072	.000.0000194	.000.000028	.000.000043	-	-
cấu trúc tinh thể**	hcp	fcc	fcc	fcc	fcc	fcc	-
bán kính: nguyên tử (angstroms)	0,31	0,38	0,71	0,88	1,08	1.2	-
bán kính: cộng hóa trị (tinh thể) ước tính (angstroms)	0,32	0,69	0,97	1.1	1.3	1,45	-
phân cực tĩnh (angstroms khối)	0,204	0,382	1,63	2,65	4,01	-	-
tiềm năng ion hóa (đầu tiên, vôn electron)	24.587	21.565	15.759	13.999	12.129	10.747	-
độ âm điện (Pauling)	4,5	4.0	2.9	2.6	2,25	2.0	-