完整的最外层
八个最外层电子（氦为两个）是其他每种元素都试图达到的排布。稀有气体已经拥有这种排布，因此没有从成键中获得的东西——这也解释了它们极高的电离能和近乎为零的电子亲和能。
第18族——最外层已填满，几乎无须证明什么
稀有气体
氦、氖、氩、氪、氙、氡和鿫的最外层都已填满，因此几乎没有化学性质。六十年来，人们一直认为它们完全惰性。它们点亮招牌，充入灯泡，冷却磁体——其中一种还会导致肺癌。
- 成员
- 7
- 族
- 18
- 电子构型
- ns² np⁶（氦1s²）
- 放射性
- 2
在元素周期表中突出显示
每个成员
7个稀有气体
2
He
氦
4.003 u
惰性、无重量感且永远在逸散：氦是唯一一种在普通压力下无论冷却到多低都不会冻结的元素。
10
Ne
氖
20.18 u
化学性质惰性，光学表现却令人难忘：霓虹是定义了20世纪城市夜景的橙红色光芒。
18
Ar
氩
39.948 u
空气中第三常见的气体，而且完全不愿与空气中的任何成分发生反应。
36
Kr
氪
83.798 u
因“隐藏”而得名，曾用于定义米，也曾短暂地成为超级英雄虚构的弱点。
54
Xe
氙
131.293 u
一种重到可以用作麻醉剂、亮到足以让相机闪光的稀有气体。
86
Rn
氡
222 u
一种从花岗岩中渗出的放射性稀有气体，也是导致肺癌的第二大原因。
118
Og
鿫
294 u
人类制造出的最重元素，也是当时唯一以在世人物命名的元素。
定义它们的特征
构成稀有气体的三件事
单原子气体
在元素周期表中，它们是唯一以单原子而非分子形式存在的一族。由于几乎没有化学键，只有微弱的色散力将它们维系在一起，这就是为什么它们在各自周期中的沸点最低。
终究并非完全惰性
1962年，Neil Bartlett 制得六氟合铂酸氙，终结了“惰性气体”时代。氙和氪能与氟和氧形成真正的化合物；甚至氩也能在40 K下形成HArF。原子越重，束缚越松，化学反应的可能性就越多。
周期性趋势
它们在家族中的变化方式
沿族向下：沸点、密度和极化率升高；电离能降低；反应性——虽然本来就不强——有所增强。氦在各方面都是极端情况：它是所有物质中沸点最低的，也是唯一一种无论温度降得多低，在大气压下都不会固化的元素。
现实世界中的应用
它们的用途
氦
冷却每台MRI扫描仪中的超导磁体、加压火箭燃料箱，以及检漏。氦还用于气球，这是有限资源的一种极其奢侈的用途，因为它会永久逃逸出地球。
氖
经典招牌的橙红色辉光。“霓虹”招牌中的其他颜色，分别来自不同的气态或荧光粉涂层。
氩
廉价的惰性气氛：焊接保护气、灯泡填充气，以及双层玻璃窗之间的空隙。
氪
高性能窗户填充气体和专业照明。1960年至1983年，米由氪-86的发射波长定义。
氙
相机闪光灯、高强度灯、深空探测器上的离子推进器，以及真正的全身麻醉剂。
氡
没有——它是危害，不是资源。
处理
安全
从化学性质上看无害，但它们都会置换氧气：在密闭空间中会造成窒息危险，而且没有任何预警症状。从加压钢瓶中吸入氦气曾导致人员死亡。氡在化学性质方面也是例外——它具有放射性，会从花岗岩基岩中渗出，在地下室中积聚，是仅次于吸烟的第二大肺癌病因。
值得了解
- 1868年，人们在太阳光谱中探测到了氦；27年后才有人在地球上发现它——唯一一种先在地外被发现的元素。
- 在普通压力下，氦是唯一一种降至绝对零度仍保持液态的元素；低于2.17 K时，它会变成无摩擦流动并沿容器壁上升的超流体。
- 氩约占大气的0.93%，是你呼吸的空气中第三常见的气态物质。
常见问题
关于稀有气体
稀有气体真的惰性吗？
并非完全如此。氙和氪能与氟、氧形成性质明确的化合物——四氟化氙是一种稳定的白色晶体固态物质。氡的反应性足以形成氟化物，不过它的放射性使研究颇为困难。氦、氖和氩在通常条件下仍基本呈惰性。
为什么氦快要用尽了？
地球上的氦几乎全部来自岩石中铀和钍的α衰变，在数亿年间积聚于天然气田中。氦一旦释放，就会穿过大气层永久逸入太空——无法回收。以任何人类时间尺度衡量，氦的供应都确实有限，这也是气球业备受争议的原因。
为什么氦会改变你的声音？
它不会改变你的声带，而是改变传播介质。声音在氦气中的传播速度大约是空气中的三倍，因此声道的共振频率会向上移动。声带的音调没有改变——改变的是音色，所以这种效果听起来像卡通声音，而不只是单纯变高。