Chemistry & Materials Codexery

Noble gas

最外殻が満たされ、反応性が低い第18族元素。

「希ガス(不活性ガス、エアロジェンとも呼ばれる)」は周期表の第18族を構成する。この族にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、およびIUPACの定義によりオガネソンが含まれる。標準状態では、最初の6つは無臭、無色の単原子気体であり、化学反応性が極めて低く、原子間には非常に弱いロンドン分散力しか働かないため、沸点はすべて165 K未満の極低温である。その顕著な不活性さは、最外殻の価電子が完全に満たされていることに起因し、化学結合を形成する傾向がほとんどないため、知られている希ガス化合物はわずか数百種類に過ぎない。この反応性の低さから、化学反応が望ましくない場面で有用であり、例えばアルゴンは溶接時のシールドガスや白熱電球の封入ガスとして、ヘリウムは飛行船や風船の浮揚用として使用される。ヘリウムとネオンは沸点が低いため冷媒としても利用される。工業的には、ほとんどの希ガス(ラドンを除く)は空気を液化し、分留することで得られる。ヘリウムはさらに天然ガスの採掘の副産物としても得られ、ラドンは溶解したラジウム、トリウム、またはウラン化合物の放射性崩壊から分離される。7番目の元素であるオガネソンは不安定な合成元素であり、これまでに合成された原子は寿命の非常に短いわずか5個のみで、その化学的性質は未だ不明である。相対論効果により、標準状態では固体であり、機能的に希ガスとして分類できないほど反応性が高い可能性が示唆されている。「希ガス」という用語は1900年にフーゴ・エルトマンによって初めて使用され、貴金属との類推から名付けられた。これらの元素の発見は1868年、ピエール・ジャンサンとジョセフ・ノーマン・ロッキャーが太陽の彩層中にヘリウムを同定し、ギリシャ語の太陽にちなんで命名したことに始まる。1784年にはヘンリー・キャヴェンディッシュが空気中に反応性の低い成分があることに気づき、1895年にはレイリー卿が大気中の窒素が化学的に生成された窒素とは密度が異なることを発見した。ウィリアム・ラムゼーと協力して彼らはアルゴンを単離し、ギリシャ語の「怠惰な」にちなんで命名した。その後ラムゼーは鉱物クレベアイトからヘリウムを単離した。液体空気の分留を用いて、ラムゼーは1898年にクリプトン、ネオン、キセノンを発見した。ラドンは1898年にフリードリヒ・エルンスト・ドルンによって初めて同定されたが、希ガスとして認識されたのは1904年になってからである。これらの発見は、1913年にデンマークの物理学者ニールス・ボーアが電子

Quick Facts

Group number
18
By element
helium group or; neon group
Cas
VIIIA
Old iupac
0
Mark
  • He
  • Ne
  • Ar
  • Kr
  • Xe
  • Rn
  • Og
Left
halogens
Right
alkali metals

Facts from the source article.

背景と経緯

希ガスは標準状態で無色、無臭、単原子であり、最初の6つの元素(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン)は非常に低い化学反応性と極低温の沸点を示す。それらの決定的な特徴は最外殻の価電子が完全に満たされていることであり、化学反応に関与する傾向がほとんどないため、知られている希ガス化合物はわずか数百種類に過ぎない。原子間に働く分子間力は非常に弱いロンドン分散力のみであり、その結果すべての沸点が極低温となる。この不活性さから、化学反応が望ましくない場面で有用である。アルゴンは溶接のシールドガスや白熱電球の封入ガスとして、ヘリウムは飛行船や風船の浮揚用として、ヘリウムとネオンは沸点が低いため冷媒として使用される。ラドンを除くすべての希ガスの工業的量は、空気を液化し分留することで得られる。ヘリウムは天然ガス採掘の副産物でもあり、ラドンは溶解したラジウム、トリウム、またはウラン化合物の放射性崩壊から分離される。7番目の元素であるオガネソンは不安定な合成元素であり、化学的性質は不明で、標準状態では固体であり、機能的に「貴」ガスとして分類できないほど反応性が高いと予測されている。「希ガス」という用語は1900年にフーゴ・エルトマンによって初めて使用され、貴金属との類推から名付けられた。その発見は1868年に太陽でヘリウムが発見されたことに始まり、続いて1895年にアルゴン、1898年にクリプトン、ネオン、キセノンが発見され、ラドンは1898年に同定されたが、希ガスとして認識されたのは1904年である。

読者ガイド

希ガスの発見は化学史上特異なものであり、それまでに知られていた代表的な元素が全く存在しない、まったく新しい元素群であった。それらの決定的な特徴は最外殻の価電子が完全に満たされていることであり、化学反応する傾向が非常に低いため、知られている化合物はわずか数百種類に過ぎない。標準状態では、最初の6つは無臭、無色の単原子気体であり、沸点は極低温で、弱いロンドン分散力によってのみ結合している。この不活性さから、化学反応が望ましくない場面で有用である。アルゴンは溶接のシールドガスや白熱電球の封入ガスとして、ヘリウムは飛行船や風船の浮揚用として、ヘリウムとネオンは冷媒として使用される。ラドンを除くすべての工業的量は、空気の液化と分留によって得られる。ヘリウムは天然ガス採掘の副産物でもある。ラドンはラジウム、トリウム、またはウラン化合物の放射性崩壊から分離される。7番目の元素であるオガネソンは不安定な合成元素であり、化学的性質は不明である。これまでに寿命の非常に短い原子がわずか5個合成されたのみで、標準状態では固体であり、機能的に希ガスとして分類できないほど反応性が高いと予測されている。この群の発見(1868年の太陽におけるヘリウムの発見に始まり、その後アルゴン、クリプトン、ネオン、キセノン、ラドンが発見された)は原子構造理論の発展に貢献し、オクテット則と、ヘリウムを除くすべての希ガスの最外殻が8個の電子を持つという理解につながった。

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