Jalokaasu, mikä tahansa seitsemästä kemiallisesta alkuaineesta, jotka muodostavat jaksollisen ryhmän 18 (VIIIa). Alkuaineet ovat helium (He), neon (Ne), argon (Ar), kriptoni (Kr), ksenoni (Xe), radoni (Rn) ja oganesson (Og). Jalokaasut ovat väritöntä, hajutonta, mautonta, palamatonta kaasua. Ne on perinteisesti merkitty ryhmälle 0 jaksotaulussa, koska vuosikymmenien ajan löytönsä jälkeen uskottiin, että ne eivät voi sitoutua muihin atomiin; toisin sanoen niiden atomit eivät voineet yhdistyä muiden elementtien atomien kanssa muodostaen kemiallisia yhdisteitä. Niiden elektroniset rakenteet ja havainto, että jotkut niistä todellakin muodostavat yhdisteitä, ovat johtaneet tarkoituksenmukaisempaan nimitykseen, ryhmä 18.
Kun ryhmän jäsenet löydettiin ja tunnistettiin, niiden ajateltiin olevan erittäin harvinaisia, samoin kuin kemiallisesti inerttejä, ja siksi niitä kutsuttiin harvinaisiksi tai inertteiksi kaasuiksi. Nyt tiedetään kuitenkin, että useita näistä elementeistä on melko runsaasti maan päällä ja muualla maailmankaikkeudessa, joten harvinainen nimitys on harhaanjohtava. Samoin termin inertti käytöllä on haittapuoli, että se merkitsee kemiallista passiivisuutta, mikä viittaa siihen, että ryhmän 18 yhdisteitä ei voida muodostaa. Kemiassa ja alkemiassa sana jalo on jo kauan merkinnyt metallien, kuten kullan ja platinan, haluttomuutta käydä läpi kemiallisia reaktioita; se koskee samassa mielessä tässä käsiteltyä kaasuryhmää.
Jalokaasujen määrät vähenevät niiden atomien lukumäärän kasvaessa. Helium on runsain alkuaine maailmankaikkeudessa vetyä lukuun ottamatta. Kaikki jalokaasut ovat läsnä maan ilmakehässä, heliumia ja radonia lukuun ottamatta, niiden tärkein kaupallinen lähde on ilma, josta ne saadaan nesteyttämällä ja jakotislaamalla. Suurin osa heliumista tuotetaan kaupallisesti tietyistä maakaasukuopista. Radoni eristetään yleensä radiumyhdisteiden radioaktiivisen hajoamisen tuloksena. Radiumatomien ytimet rappeutuvat spontaanisti emittoimalla energiaa ja hiukkasia, heliumydimiä (alfahiukkasia) ja radoniatomeja. Jotkut jalokaasujen ominaisuudet on lueteltu taulukossa.
Jotkut jalokaasujen ominaisuudet
helium | neon | argon | krypton | xenon | radon | Ununoktium | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
* Klo 25.05 ilmakehä. | |||||||
** hcp = kuusikulmainen tiiviisti pakattu, fcc = kasvojen keskitetty kuutio (kuutio suljettu). | |||||||
*** Vakain isotooppi. | |||||||
atominumero | 2 | 10 | 18 | 36 | 54 | 86 | 118 |
atomipaino | 4,003 | 20.18 | 39,948 | 83,8 | 131,293 | 222 | 294 *** |
sulamispiste (° C) | -272,2 * | -248,59 | -189,3 | -157,36 | -111,7 | -71 | - |
kiehumispiste (° C) | -268,93 | -246,08 | -185,8 | -153,22 | -108 | -61,7 | - |
tiheys 0 ° C: ssa, 1 ilmakehä (grammaa litrassa) | 0,17847 | 0,899 | 1,784 | 3,75 | 5,881 | 9,73 | - |
liukoisuus veteen 20 ° C: n lämpötilassa (kuutiosenttiä kaasua / 1000 grammaa vettä) | 8,61 | 10,5 | 33.6 | 59.4 | 108,1 | 230 | - |
isotooppipitoisuus (maanpäällinen, prosenttia) | 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). | - | - |
radioaktiiviset isotoopit (massaluvut) | 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 |
kaasumaisen purkausputken lähettämä valon väri | keltainen | punainen | punainen tai sininen | kellanvihreä | sinisestä vihreäksi | - | - |
sulamislämpö (kilojoulea moolia kohti) | 0,02 | 0,34 | 1.18 | 1,64 | 2,3 | 3 | - |
höyrystymislämpö (kalorit moolia kohti) | 0,083 | 1,75 | 6,5 | 9,02 | 12.64 | 17 | - |
ominaislämpö (joule / gramma kelviniä) | 5,1931 | 1.03 | 0,52033 | 0,24805 | 0,15832 | 0,09365 | - |
kriittinen lämpötila (K) | 5.19 | 44.4 | 150,87 | 209,41 | 289,77 | 377 | - |
kriittinen paine (ilmakehä) | 2,24 | 27.2 | 48.34 | 54,3 | 57.65 | 62 | - |
kriittinen tiheys (grammaa kuutiometriä kohti) | 0,0696 | 0,4819 | 0,5356 | 0,9092 | 1,103 | - | - |
lämmönjohtavuus (wattia metriä kohti kelviniä) | 0,1513 | 0,0491 | 0,0177 | 0,0094 | 0,0057 | 0,0036 | - |
magneettinen herkkyys (cgs-yksikköä moolia kohti) | -0,0000019 | -0,0000072 | -0,0000194 | -0,000028 | -0,000043 | - | - |
kristallirakenne ** | HCP | FCC | FCC | FCC | FCC | FCC | - |
säde: atomi (angströmit) | 0,31 | 0,38 | 0,71 | 0,88 | 1,08 | 1.2 | - |
säde: kovalentti (kide) arvioitu (angström) | 0,32 | 0,69 | 0.97 | 1.1 | 1.3 | 1,45 | - |
staattinen polarisoitavuus (kuutioangströmit) | 0,204 | 0,392 | 1,63 | 2,465 | 4,01 | - | - |
ionisaatiopotentiaali (ensin, elektronivoltit) | 24,587 | 21,565 | 15,759 | 13,999 | 12,129 | 10,747 | - |
sähköaktiivisuus (Pauling) | 4.5 | 4.0 | 2,9 | 2.6 | 2,25 | 2.0 | - |