Nemesgáz, a periódusos rendszer 18. (VIIIa) csoportját alkotó hét kémiai elem bármelyike. Az elemek hélium (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn) és oganesson (Og). A nemesgázok színtelen, szagtalan, íztelen, nem éghető gázok. Hagyományosan a Periódusos rendszerben 0. csoportot jelöltek, mert felfedezésüket követő évtizedekben azt hitték, hogy nem tudnak kötődni más atomokhoz; vagyis atomjai nem képesek kombinálni más elemek atomjaival kémiai vegyületeket képezni. Elektronikus szerkezetük és annak megállapítása, hogy néhányuk valóban vegyületeket képez, a megfelelőbb megnevezéshez vezettek, a 18. csoporthoz.
Amikor a csoport tagjait felfedezték és azonosították, úgy gondolták, hogy rendkívül ritkák, valamint kémiailag semlegesek, ezért ritka vagy inert gázoknak hívták őket. Most azonban ismert, hogy ezek közül az elemek közül több meglehetősen bőséges a Földön és az univerzum többi részén, tehát a ritka megnevezés félrevezető. Hasonlóképpen, az inert kifejezés használatának hátránya, hogy kémiai passzivitást jelent, ami arra utal, hogy a 18. csoport vegyületei nem képződhetnek. A kémiában és az alkímiában a nemes szó régóta jelzi a fémek, mint például az arany és a platina vonakodását kémiai reakciónak; ugyanilyen értelemben vonatkozik az itt tárgyalt gázok csoportjára.
A nemesgázok mennyisége az atomszám növekedésével csökken. A hélium a hidrogén kivételével a legteljesebb elem az univerzumban. Az összes nemesgáz jelen van a Föld légkörében, és a hélium és a radon kivételével fő kereskedelmi forrása a levegő, amelyből cseppfolyósítással és frakcionált desztillációval nyerik őket. A legtöbb héliumot bizonyos földgázkutakból állítják elő a kereskedelemben. A radont általában a rádiumvegyületek radioaktív bomlásának termékeként izolálják. A rádiumatomok atommagjai spontán bomlanak energiát és részecskéket, héliummagokat (alfa-részecskék) és radonatomokat bocsátva ki. A nemesgázok bizonyos tulajdonságait a táblázat tartalmazza.
A nemesgázok néhány tulajdonsága
hélium | neon | argon | kripton | xenon | radon | Ununoctium | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
* 25.05 légkör. | |||||||
** hcp = hatszögletű, zárt csomagolásban, fcc = arc-központú köbméter (köbös zárt csomagolás). | |||||||
*** Legstabilabb izotóp. | |||||||
atomszám | 2 | 10 | 18 | 36 | 54 | 86 | 118 |
atomtömeg | 4.003 | 20.18 | 39,948 | 83,8 | 131,293 | 222 | 294 *** |
olvadáspont (° C) | -272,2 * | -248,59 | -189,3 | -157,36 | -111,7 | -71 | - |
forráspont (° C) | -268,93 | -246,08 | -185,8 | -153,22 | -108 | -61,7 | - |
sűrűség 0 ° C-on, 1 atmoszféra (gramm / liter) | 0,17847 | 0,899 | 1.784 | 3,75 | 5,881 | 9.73 | - |
oldhatóság vízben 20 ° C-on (köbcentiméter gáz / 1000 gramm víz) | 8,61 | 10.5 | 33.6 | 59.4 | 108,1 | 230 | - |
izotópos bőség (földi, százalék) | 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). | - | - |
radioaktív izotópok (tömegszám) | 5-10 | 16–19, 23–34 | 30–35, 37, 39, 41–53 | 69–77, 79, 81, 85, 87–100 | 110–125, 127., 133., 135–147 | 195-228 | 294 |
a gáznemű kisülési cső által kibocsátott fény színe | sárga | piros | piros vagy kék | sárga zöld | kék-zöld | - | - |
fúziós hő (kilodžaul / mól) | 0,02 | 0.34 | 1.18 | 1,64 | 2.3 | 3 | - |
párolgási hő (kalória / mol) | 0,083 | 1.75 | 6.5 | 9.02 | 12.64 | 17 | - |
fajlagos hő (joule / gramm Kelvin) | 5,1931 | 1.03 | 0,52033 | 0,24805 | 0,15832 | 0,09365 | - |
kritikus hőmérséklet (K) | 5.19 | 44.4 | 150,87 | 209,41 | 289,77 | 377 | - |
kritikus nyomás (légkör) | 2.24 | 27.2 | 48.34 | 54.3 | 57.65 | 62 | - |
kritikus sűrűség (gramm / köbcentiméter) | 0,0696 | 0,4819 | 0,5356 | 0,9092 | 1.103 | - | - |
hővezető képesség (watt per méter Kelvin) | 0,1513 | 0,0491 | 0,0177 | 0,0094 | 0,0057 | 0,0036 | - |
mágneses fogékonyság (cgs-egységek / mól) | -,0000019 | -,0000072 | -,0000194 | -,000028 | -,000043 | - | - |
kristályszerkezet** | hcp | FCC | FCC | FCC | FCC | FCC | - |
sugara: atomi (angströmek) | 0,31 | 0.38 | 0,71 | 0,88 | 1.08 | 1.2 | - |
sugara: kovalens (kristály) becsült (angström) | 0,32 | 0,69 | 0,97 | 1.1 | 1.3 | 1.45 | - |
statikus polarizálhatóság (köbös angstróm) | 0.204 | 0,392 | 1,63 | 2.465 | 4.01 | - | - |
ionizációs potenciál (első, elektron volt) | 24,587 | 21,565 | 15,759 | 13,999 | 12,129 | 10,747 | - |
elektronegativitás (Pauling) | 4.5 | 4.0 | 2.9 | 2.6 | 2.25 | 2.0 | - |