แก๊สมีสกุล

แก๊สมีสกุลหรือแก๊สมีตระกูล(ในอดีตเรียกว่าแก๊สเฉื่อยหรือบางครั้งใช้ชื่อว่าaerogens) เป็นกลุ่มของธาตุทางเคมีที่มีสมบัติคล้ายกัน ภายใต้ภาวะมาตรฐานสำหรับอุณหภูมิและความดันธาตุเหล่านี้ต่างไม่มีกลิ่น ไม่มีสี เป็นแก๊สอะตอมเดี่ยวซึ่งไม่มีความว่องไวต่อปฏิกริยาเคมี  แก๊สมีสกุลที่เกิดในธรรมชาติทั้งหกธาตุ ได้แก่ฮีเลียม(He),นีออน(Ne),อาร์กอน(Ar),คริปทอน(Kr),ซีนอน(Xe) และเรดอน(Rn)
โอกาเนสซอน(Og) เป็นธาตุสังเคราะห์มีความเป็นกัมมันตรังสีสูงมาก แม้ว่าIUPACจัดโอกาเนสซอนเป็นแก๊สมีสกุลหรือหมู่ที่ 18มันอาจไม่เฉื่อยทางเคมีเหมือนธาตุอื่นในหมู่เดียวกัน และถูกทำนายว่าจะสลายและแผ่กัมมันตรังสีเนื่องจากปรากฏการณ์สัมพัทธ์ เนื่องจากครึ่งชีวิตที่สั้นเพียง 0.7 ไมโครวินาทีของไอโซโทปตัวเดียว ทำให้คุณสมบัติทางเคมีของโอกาเนสซอนยังไม่มีการศึกษามากนัก
สำหรับหกคาบแรกของตารางธาตุแก๊สมีสกุลเป็นสมาชิกของธาตุหมู่ 18อย่างแท้จริง แก๊สมีสกุลมักจะไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีอย่างมาก ยกเว้นภายใต้สภาวะสุดขั้วความเฉื่อยของแก๊สมีสกุลทำให้มันสามารถประยุกต์ได้หลากหลาย เนื่องจากความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาน้อย เช่นการเติมอาร์กอนในหลอดไส้ร้อนแบบธรรมดาเพื่อป้องกันไม่ให้ไส้หลอดทังสเตนเกิดการออกซิไดส์ และฮีเลียมใช้เติมถังแก๊สสำหรับหายใจสำหรับนักดำน้ำลึก เพื่อป้องกันภาวะเป็นพิษจากแก๊สออกซิเจนแก๊สไนโตรเจนและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
คุณสมบัติของแก๊สมีสกุลสามารถอธิบายด้วยทฤษฎียุคใหม่ของโครงสร้างอะตอมแก๊สมีสกุลมีอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดหรือเวเลนซ์อิเล็กตรอนเต็มชั้น ทำให้มันมีแนวโน้มน้อยที่เกิดปฏิกิริยาเคมี และสามารถเกิดสารประกอบของแก๊สมีสกุลเพียงร้อยสารประกอบเท่านั้นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดมีค่าแตกต่างกันน้อยกว่า 10 องศาเซลเซียส (18 องศาฟาเรนไฮต์) แสดงว่าแก๊สมีสกุลมีสถานะเป็นของเหลวในช่วงอุณหภูมิที่แคบ
นีออน อาร์กอน คริปทอนและซีนอนสามารถแยกออกจากอากาศในโรงแยกอากาศด้วยวิธีลิเคอแฟคชัน[en]และการกลั่นลำดับส่วนสามารถรวบรวมฮีเลียมได้จากแหล่งแก๊สธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยฮีเลียมเข้มข้นสูงในแก๊สธรรมชาติด้วยเทคนิคการแยกแก๊สแบบอุณหภูมิต่ำ และเรดอนมักแยกจากการสลายให้กัมมันตรังสีของสารประกอบเรเดียมทอเรียมหรือยูเรเนียมแก๊สมีสกุลสามารถประยุกต์ใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่นหลอดไฟ การเชื่อมและการสำรวจอวกาศถังแก๊สฮีเลียม-ออกซิเจนสำหรับหายใจนิยมใช้ในการดำน้ำลึกที่ความลึก 55 เมตร (180 ฟุต)  จากระดับน้ำทะเล หลังจากที่ความเสี่ยงที่เกิดจากความไวไฟของแก๊สไฮโดรเจนเป็นที่แจ่มแจ้งในวินาศภัยฮินเดินบวร์คจึงแทนที่ไฮโดรเจนด้วยฮีเลียมในเรือเหาะและอื่น ๆ
แก๊สมีสกุลแปลมาจากคำว่าEdelgasในภาษาเยอรมันคำดังกล่าวถูกใช้คำครั้งแรกในปี ค.ศ. 1898 โดยฮิวโก้ เอิร์ดแมนน์เพื่อบ่งบอกถึงระดับความว่องไวต่อปฏิกิริยาที่ต่ำ ตั้งชื่อดังกล่าวด้วยเหตุผลเดียวกับ "โลหะมีสกุล" ซึ่งมีค่าความว่องไวต่อปฏิกิริยาที่ต่ำเช่นเดียวกัน อีกชื่อของแก๊สมีสกุลอย่างแก๊สเฉื่อยไม่ได้รับความนิยมแล้ว เนื่องจากสารประกอบของแก๊สมีสกุลเป็นที่รู้จักมากกว่าเดิมและแก๊สหายากซึ่งเป็นอีกชื่อที่เคยใช้ไม่ถูกต้อง เพราะการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีโพแทสเซียม-40ทำให้อาร์กอนเป็นส่วนประกอบของบรรยากาศของโลกมากถึง 0.94% โดยปริมาตร และ 1.3% โดยมวล
ปีแยร์ ฌ็องซ็องและนอร์แมน ล็อกเยอร์ค้นพบธาตุใหม่ในวันที่ 18 สิงหาคม ค.ศ. 1868 ขณะมองไปที่ชั้นโครโมสเฟียร์ของดวงอาทิตย์และตั้งชื่อมันว่าฮีเลียมจากคำว่าἥλιος(hḗlios)ซึ่งมีความหมายในภาษากรีกว่าดวงอาทิตย์ การวิเคราะห์ทางเคมีที่สามารถพิสูจน์ว่าฮีเลียมเป็นแก๊สมีสกุลเกิดขึ้นในภายหลัง ก่อนการพิสูจน์ดังกล่าว เมื่อปี ค.ศ. 1784 นักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเฮนรี คาเวนดิชค้นพบสารจำนวนน้อยในอากาศที่มีความว่องไวต่อปฏิกิริยาต่ำกว่าไนโตรเจนต่อมาในปี ค.ศ. 1895 จอห์น วิลเลียม สตรัทท์ หรือลอร์ดเรย์ลีค้นพบว่าสารไนโตรเจนตัวอย่างจากอากาศมีความหนาแน่นต่างจากไนโตรเจนที่ได้จากปฏิกิริยาเคมีร่วมกันกับนักวิทยาศาสตร์ชาวสกอตแลนด์วิลเลียม แรมซีย์จากยูนิเวอร์ซิตีคอลลิจลันเดินเรย์ลีได้ตั้งทฤษฎีขึ้นว่าไนโตรเจนที่สกัดได้จากอากาศปนเปื้อนกับแก๊สอื่น นำไปสู่การทดลองที่ประสบความสำเร็จในการสกัดธาตุใหม่อย่างอาร์กอน ซึ่งตั้งชื่อจากคำภาษากรีกว่าἀργός(argósซึ่งมีความหมายว่า "ไม่ได้ใช้งาน" หรือ "ขี้เกียจ")การค้นพบใหม่ทำให้พวกเขาตระหนักว่ามีแก๊สจำนวนมากหายไปจากตารางธาตุ ในการทดลองเพื่อหาธาตุอาร์กอน แรมซีย์ก็ยังพบวิธีสกัดฮีเลียมเป็นครั้งแรก ขณะให้ความร้อนแก่แร่ธาตุชื่อคลีเวตหลังได้รับหลักฐานการมีอยู่ของธาตุฮีเลียมและอาร์กอน ใน ค.ศ. 1902ดมีตรี เมนเดเลเยฟได้เพิ่มแก๊สมีสกุลทั้งสองลงในกลุ่มที่ 0 ของลำดับการเรียงธาตุของเขา ภายหลังรู้จักในชื่อตารางธาตุ
แรมซีย์ทำการทดลองหาแก๊สมีสกุลต่อไป ด้วยการใช้วิธีการกลั่นแบบลำดับส่วนในการแยกอากาศเหลวกลายเป็นส่วนประกอบต่าง ๆ จน ค.ศ. 1898 เขาได้ค้นพบธาตุคริปทอน,นีออน, และซีนอนซึ่งตั้งชื่อตามคำภาษากรีกว่าκρυπτός(kryptós, "หาย"),νέος(néos, "ใหม่") และξένος(ksénos, "แปลก") ตามลำดับเรดอนถูกค้นพบตั้งแต่ ค.ศ. 1898 โดยฟรีดริช แอ็นสท์ ดอร์นและตั้งชื่อจากการแผ่รังสีเรเดียมแต่เรดอนเพิ่งจัดเป็นแก๊สมีสกุลหลัง ค.ศ. 1904 เมื่อค้นพบว่าคุณสมบัติต่าง ๆ มีลักษณะเหมือนกับแก๊สมีสกุลอื่น ๆเรย์ลีและแรมซีย์ได้รับรางวัลโนเบลประจำ ค.ศ. 1904 ในสาขาฟิสิกส์และเคมีตามลำดับ จากการค้นพบการมีอยู่ของแก๊สมีสกุลเจ. อี. เซเดอร์บลอม นายกราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดนกล่าวไว้ว่า "การค้นพบกลุ่มของธาตุใหม่ทั้งหมด โดยที่ยังไม่มีธาตุใดเป็นต้นแบบของกลุ่มอยู่เลย นับเป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่และมีเอกลักษณ์มากในประวัติศาสตร์ของเคมี สิ่งนี้จะเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญต่อการค้นคว้า" การค้นคว้าเกี่ยวกับแก๊สมีสกุลมีส่วนช่วยอย่างมากในการพัฒนาองค์ความรู้ด้านโครงสร้างอะตอมใน ค.ศ. 1895 นักเคมี ชาวฝรั่งเศสอ็องรี มัวซ็องได้พยายามสร้างปฏิกิริยาเคมีระหว่างฟลูออรีนที่มีคุณสมบัติอิเล็กโตรเนกาทิวิตีสูง และอาร์กอน หนึ่งในแก๊สมีสกุล แต่การทดลองกลับล้มเหลว การเตรียมสารประกอบอาร์กอนยังเป็นไปไม่ได้จนจบคริสต์ศตวรรษที่ 20 แต่การท้าทายความเป็นไปได้ดังกล่าวทำให้เกิดทฤษฎีของโครงสร้างอะตอมใหม่ ๆ ตามมา ด้วยความรู้จากการทดลองที่ผ่านมา เมื่อ ค.ศ. 1913 นักฟิสิกส์ชาวเดนิชนิลส์ โปร์เสนอทฤษฎีโครงสร้างอะตอมว่าอิเล็กตรอนในอะตอมต่างเรียงอยู่ภายในระดับชั้นพลังงานรอบนิวเคลียสและธาตุทั้งหมดในแก๊สมีสกุลยกเว้นฮีเลียม ล้วนมีอิเล็กตรอนในระดับพลังงานวงนอกครบ 8 อิเล็กตรอนเสมอต่อมาใน ค.ศ. 1916กิลเบิร์ต เอ็น ลิวอิสได้คิดค้นกฎออกเตตซึ่งสามารถสรุปได้ว่าการจับตัวครบแปดของอิเล็กตรอนในระดับพลังงานวงนอกเป็นการจัดเรียงตัวที่เสถียรที่สุดสำหรับอะตอมใด ๆ โดยธาตุที่มีการจัดรูปแบบนี้จะไม่ตอบสนองต่อธาตุอื่น ๆ เนื่องจากไม่ต้องการอิเล็กตรอนมารวมในระดับพลังงานวงนอกอีกแล้วใน ค.ศ. 1962 นักเคมีนีล บาร์ตเลตต์ค้นพบซีนอนเฮกซะฟลูออโรแพลทิเนตสารประกอบของแก๊สมีสกุลที่ค้นพบเป็นครั้งแรก สารประกอบของแก๊สมีสกุลชนิดอื่นค้นพบในเวลาต่อมา เช่น สารประกอบของธาตุเรดอนอย่างเรดอนไดฟลูออไรด์(RnF2)ค้นพบใน ค.ศ. 1962 จากรอยสารกัมมันตภาพรังสี สารประกอบของธาตุคริปทอนอย่างคริปทอนไดฟลูออไรด์(KrF2)ค้นพบใน ค.ศ. 1963 ส่วนสารประกอบอาร์กอนตัวแรกที่เสถียรบันทึกไว้ใน ค.ศ. 2000 เมื่ออาร์กอนฟลูออโรไฮไดรด์(HArF) เกิดการจับตัวที่อุณหภูมิ 40 เคลวิน (−233.2 องศาเซลเซียส; −387.7 องศาฟาเรนไฮต์)
ในเดือนตุลาคม ค.ศ. 2006 นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติ ลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์สามารถสังเคราะห์โอกาเนสซอนซึ่งเป็นธาตุที่ 17 ในกลุ่มที่ 18 ของตารางธาตุได้สำเร็จ โดยการรวมตัวของแคลิฟอร์เนียมกับแคลเซียม
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ดูต่อที่แก๊สมีสกุล (หน้าข้อมูล)
แก๊สมีสกุลมีแรงระหว่างอะตอม[en]ที่อ่อน ส่งผลให้จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำมาก แก๊สมีสกุลเป็นแก๊สอะตอมเดี่ยว[en]ภายใต้ภาวะมาตรฐาน รวมถึงเป็นธาตุที่มีมวลอะตอมสูงกว่าธาตุที่เป็นของแข็งทั่วไปฮีเลียมมีปริมาณที่เป็นเอกลักษณ์กว่าธาตุอื่น โดยมีจุดเดือดที่ 1 บรรยากาศมาตรฐานต่ำกว่าสสารอื่น ฮีเลียมเป็นธาตุเดียวที่แสดงสมบัติของของไหลยวดยิ่งและเป็นธาตุเดียวที่ไม่สามารถทำให้เป็นของแข็งด้วยการลดอุณหภูมิที่ความดันบรรยากาศ(ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายด้วยกลศาสตร์ควอนตัมว่าพลังงานจุดศูนย์[en]มากเกินไปที่จะเกิดการเยือกแข็ง)– ต้องให้ความดัน 25บรรยากาศมาตรฐาน(2,500กิโลปาสกาล; 370ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ที่อุณหภูมิ 0.95 เคลวิน (−272.200 องศาเซลเซียส; −457.960 องศาฟาเรนไฮต์) เพื่อเปลี่ยนให้ฮีเลียมเป็นของแข็งในขณะที่ต้องใช้ความดันประมาณ 115 kbar สำหรับอุณหภูมิห้องแก๊สมีสกุลจนถึงซีนอนมีไอโซโทปที่เสถียรหลายไอโซโทป เรดอนไม่มีไอโซโทปเสถียรโดยไอโซโทปที่คงตัวได้นานที่สุดคือRn-222[en]ด้วยครึ่งชีวิต3.8 วันและสลายเป็นฮีเลียมกับพอโลเนียมซึ่งจะสลายต่อเป็นตะกั่วจุดหลอมเหลวและจุดเดือดจะเพิ่มขึ้นไล่จากบนลงล่างของหมู่
อะตอมของแก๊สมีสกุลเช่นเดียวกันกับอะตอมในหมู่ส่วนใหญ่ มีรัศมีอะตอมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากคาบหนึ่งไปอีกคาบหนึ่งเนื่องจากการเพิ่มจำนวนของอิเล็กตรอน ขนาดของอะตอมสัมพันธ์กับสมบัติหลายประการ ตัวอย่างเช่นพลังงานไอออไนเซชันลดลงกลับกันกับรัศมีที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากเวเลนซ์อิเล็กตรอนในแก๊สมีสกุลที่ใหญ่กว่าจะห่างจากนิวเคลียสทำให้อิเล็กตรอนไม่ได้กระจุกตัวอย่างแน่นในอะตอมเท่ากับแก๊สมีสกุลที่เล็กกว่า แก๊สมีสกุลมีพลังงานไอออไนเซชันมากที่สุดเมื่อเทียบกับธาตุในคาบเดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเสถียรของการจัดเรียงอิเล็กตรอนและสัมพันธ์กับความไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมีแต่อย่างไรก็ตาม แก๊สมีสกุลที่หนักบางธาตุมีพลังงานไอออไนเซชันน้อยพอที่จะเปรียบเทียบกับธาตุและโมเลกุลอื่น ข้อมูลเชิงลึกระบุว่าซีนอนมีพลังงานไอออไนเซชันเท่ากับโมเลกุลออกซิเจนทำให้บาร์ทเล็ตพยายามออกซิไดส์ซีนอนด้วยแพลทตินัมเฮกซะฟลูออไรด์[en](PtF6) ซึ่งเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมากพอให้เกิดปฏิกิริยากับออกซิเจนแก๊สมีสกุลไม่สามารถรับอิเล็กตรอนจากไอออนลบเนื่องจากมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนน้อยกว่าศูนย์
สมบัติทางกายภาพของแก๊สมีสกุลกำหนดโดยแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างอะตอมที่อ่อน แรงดึงดูดเพิ่มขึ้นตามขนาดของอะตอมเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของสภาพมีขั้วได้[en]และการลดลงของพลังงานไอออนไนเซชัน นั่นส่งผลให้เกิดแนวโน้มของค่าต่าง ๆ ไล่จากบนลงล่างตามธาตุหมู่ 18 โดยรัศมีอะตอมและแรงระหว่างอะตอมจะเพิ่มขึ้น ทำให้จุดเดือด จุดหลอมเหลวความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอและความสามารถในการละลายส่วนการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นเกิดจากการเพิ่มของมวลอะตอม
แก๊สมีสกุลมีสมบัติใกล้เคียงแก๊สอุดมคติภายใต้ภาวะมาตรฐาน แต่เมื่อพิจารณาค่าเบี่ยงเบนจากกฎของแก๊สอุดมคติจะนำไปสู่การศึกษาเกี่ยวกับแรงระหว่างโมเลกุลศักย์เลนนาร์ด-โจนส์[en]มักใช้ในการจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล เป็นโมเดลที่เสนอในปี ค.ศ. 1924 โดยโจห์น เลนนาร์ด-โจนส์[en]จากข้อมูลที่ทดลองกับอาร์บอนก่อนที่กลศาสตร์ควอนตัมจะให้เครื่องมือสำหรับการทำความเข้าใจเรื่องแรงระหว่าโมเลกุลด้วยหลักการแรกเริ่ม[en]การวิเคราะห์เชิงทฤษฎีของปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถทำได้ง่ายเพราะแก๊สมีสกุลเป็นแก๊สอะตอมเดี่ยวและเป็นทรงกลม หมายความว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมไม่ขึ้นกับทิศทางหรือมีสมบัติเป็นไอโซทรอปิก
แก๊สมีสกุลไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไม่ติดไฟภายใต้สภาวะมาตรฐานครั้งหนึ่งพวกมันถูกระบุว่าเป็นหมู่ 0ในตารางธาตุเพราะเชื่อว่าพวกมันมีวาเลนซ์เป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าอะตอมของพวกมันไม่สามารถรวมตัวกับธาตุอื่นเพื่อสร้างสารประกอบได้ อย่างไรก็ตาม มีการค้นพบในภายหลังว่าบางชนิดก่อตัวเป็นสารประกอบ ทำให้ฉลากนี้เลิกใช้ไป
เช่นเดียวกับกลุ่มอื่น ๆ ธาตุในหมู่นี้ในนี้แสดงรูปแบบในโครงแบบอิเล็กตรอนโดยเฉพาะชั้นนอกสุดที่ส่งผลให้เกิดพฤติกรรมทางเคมี:
แก๊สมีสกุลมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเต็มระดับพลังงานเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็นอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอมและโดยปกติจะเป็นอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวที่ร่วมสร้างพันธะเคมีอะตอมที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเต็มวงจะเสถียรมาก ดังนั้นจึงไม่มีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะเคมี และมีแนวโน้มน้อยที่จะได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนอย่างไรก็ตาม แก๊สมีสกุลที่หนักกว่า เช่น เรดอน จะจับกันด้วยแรงแม่เหล็กไฟฟ้าน้อยกว่าแก๊สมีสกุลที่เบากว่า เช่น ฮีเลียม ทำให้ง่ายต่อการกำจัดอิเล็กตรอนภายนอกออกจากแก๊สมีสกุลหนัก
ใช้ร่วมกับสัญกรณ์โครงแบบอิเล็กตรอนเพื่อสร้างสัญกรณ์แก๊สมีสกุลในการทำเช่นนี้ แก๊สมีสกุลที่ใกล้ที่สุดซึ่งอยู่ก่อนหน้าองค์ประกอบที่เป็นปัญหาจะเขียนขึ้นก่อน จากนั้นจึงจัดโครงแบบอิเล็กตรอนต่อจากจุดนั้นไปข้างหน้า ตัวอย่างเช่น สัญกรณ์อิเล็กตรอนของฟอสฟอรัสคือ 1s2s2p3s3pในขณะที่สัญลักษณ์ของแก๊สมีสกุลคือ [Ne] 3s3pสัญกรณ์ที่กะทัดรัดกว่านี้ทำให้ระบุธาตุได้ง่ายขึ้น และสั้นกว่าการเขียนสัญกรณ์ทั้งหมดของออร์บิทัลเชิงอะตอม
แก๊สมีสกุลจะข้ามขอบเขตระหว่างบล็อก—ฮีเลียมเป็นธาตุบล็อก s ในขณะที่สมาชิกที่เหลือคือธาตุบล็อก p—ซึ่งผิดปกติในกลุ่ม IUPAC กลุ่ม IUPAC อื่น ๆ ทั้งหมดมีองค์ประกอบจากแต่ละบล็อก สิ่งนี้ทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันในแนวโน้มทั่วทั้งตาราง และด้วยเหตุนี้นักเคมีบางคนจึงเสนอว่าควรย้ายฮีเลียมไปยังหมู่ 2 เพื่อให้เข้ากับธาตุ sอื่น ๆแต่โดยทั่วไปแล้วไม่ได้นำการเปลี่ยนแปลงนี้มาใช้
แก๊สมีสกุลมีความไวต่อปฏิกิริยาเคมีที่ต่ำมาก; ดังนั้นจึงมีการสร้างสารประกอบของแก๊สมีสกุลเพียงไม่กี่ร้อยรายการเท่านั้นสารประกอบที่เป็นกลางซึ่งฮีเลียมและนีออนมีส่วนร่วมในพันธะเคมียังไม่ก่อตัวขึ้น (แม้ว่าจะมีไอออนที่มีฮีเลียมอยู่บ้าง และมีหลักฐานทางทฤษฎีบางอย่างสำหรับไอออนที่เป็นกลางซึ่งมีฮีเลียมอยู่บ้าง) ในขณะที่ซีนอน คริปทอน และอาร์กอนแสดงปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อยเท่านั้นความไวต่อปฏิกิริยาเป็นไปตามลำดับ Ne < He < Ar < Kr < Xe < Rn ≪ Og
ในปี ค.ศ. 1933ไลนัส พอลิงทำนายว่าแก๊สมีสกุลที่หนักกว่าสามารถสร้างสารประกอบที่มีฟลูออรีนและออกซิเจน เขาทำนายการมีอยู่ของkrypton hexafluoride(KrF6) และxenon hexafluoride(XeF6) โดยสันนิษฐานว่าXeF8อาจมีอยู่เป็นสารประกอบที่ไม่เสถียร และเสนอว่าxenic acidสามารถสร้างเกลือperxenateได้การคาดคะเนเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าโดยทั่วไปมีความแม่นยำ ยกเว้นว่าXeF8ในขณะนี้ถือว่าไม่เสถียรทั้งทางอุณหพลศาสตร์และทางจลนพลศาสตร์เคมี
สารประกอบซีนอนเป็นสารประกอบของแก๊สมีสกุลจำนวนมากที่สุดที่ก่อตัวขึ้นส่วนใหญ่มีอะตอมของซีนอนในสถานะออกซิเดชันที่ +2, +4, +6 หรือ +8 ที่สร้างพันธะกับอะตอมที่มีไฟฟ้าลบสูง เช่น ฟลูออรีนหรือออกซิเจน เช่นในซีนอนไดฟลูออไรด์(XeF2),ซีนอนเตตระฟลูออไรด์(XeF4),ซีนอนเฮกซาฟลูออไรด์(XeF6),ซีนอนเตตรอกไซด์(XeO4) และโซเดียมเปอร์ซีเนต (Na4XeO6) ซีนอนทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเพื่อสร้างซีนอนฟลูออไรด์จำนวนมากตามสมการต่อไปนี้:
บางส่วนของ สารประกอบเหล่านี้พบว่าใช้ในการสังเคราะห์ทางเคมีเป็นตัวออกซิไดซ์; โดยเฉพาะอย่างยิ่งXeF2มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์และสามารถใช้เป็นตัวแทนfluorinatingในปี ค.ศ. 2007 มีการระบุสารประกอบของซีนอนประมาณห้าร้อยตัวที่จับกับธาตุอื่นๆ รวมทั้งสารประกอบออร์แกนซีนอน (ที่มีซีนอนจับกับคาร์บอน) และซีนอนจับกับไนโตรเจน คลอรีน ทอง ปรอท และซีนอนเองสารประกอบของซีนอนที่จับกับโบรอน ไฮโดรเจน โบรมีน ไอโอดีน เบริลเลียม กำมะถัน ไททาเนียม ทองแดง และเงิน ยังพบได้เฉพาะที่อุณหภูมิต่ำในแก๊สมีสกุลmatricesหรือในแก๊สมีสกุลที่มีความเร็วเหนือเสียง
เรดอนมีปฏิกิริยามากกว่าซีนอน และสร้างพันธะเคมีได้ง่ายกว่าซีนอน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีสูงและครึ่งชีวิตสั้นของเรดอนไอโซโทปจึงเกิดเรดอนเพียงไม่กี่ฟลูออไรด์และออกไซด์เท่านั้นเรดอนก้าวไปสู่พฤติกรรมของโลหะมากกว่าซีนอน ไดฟลูออไรด์ RnF2เป็นไอออนิกสูง และ Rnประจุบวกจะเกิดขึ้นในสารละลายฮาโลเจนฟลูออไรด์ ด้วยเหตุผลนี้ อุปสรรคทางจลนพลศาสตร์ทำให้ยากที่จะออกซิไดซ์เรดอนเกินสถานะ +2 มีเพียงการทดลองตามรอยเท่านั้นที่ประสบความสำเร็จในการทำเช่นนั้น อาจสร้าง RnF4, RnF6และ RnO3
คริปทอนมีปฏิกิริยาน้อยกว่าซีนอน แต่มีรายงานสารประกอบหลายตัวที่มีคริปทอนในสถานะออกซิเดชันที่ +2คริปทอนไดฟลูออไรด์มีความโดดเด่นที่สุดและจำแนกได้ง่ายที่สุด ภายใต้สภาวะที่รุนแรง คริปทอนจะทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเพื่อสร้าง KrF2ตามสมการต่อไปนี้:
สารประกอบที่คริปทอนสร้างพันธะเดี่ยวกับไนโตรเจนและออกซิเจนก็มีลักษณะเช่นกันแต่จะคงที่ต่ำกว่า −60 องศาเซลเซียส (−76 องศาฟาเรนไฮต์) และ −90 องศาเซลเซียส (−130 องศาฟาเรนไฮต์) ตามลำดับ
อะตอมของคริปทอนจับกันทางเคมีกับอโลหะอื่นๆ (ไฮโดรเจน คลอรีน คาร์บอน) รวมถึงโลหะทรานซิชันบางส่วน (ทองแดง เงิน ทอง) ที่ยังสังเกตพบ แต่ที่อุณหภูมิต่ำในเมทริกซ์แก๊สมีสกุลเท่านั้น หรือในเครื่องบินไอพ่นที่มีความเร็วเหนือเสียงมีการใช้เงื่อนไขที่คล้ายกันเพื่อให้ได้สารประกอบสองสามชนิดแรกของอาร์กอนในปี ค.ศ. 2000 เช่นอาร์กอนฟลูออโรไฮไดรด์(HArF) และบางส่วนจับกับโลหะทรานซิชันช่วงปลายอย่างทองแดง เงิน และทองในปี ค.ศ. 2007 ยังไม่มีข้อมูลโมเลกุลที่เป็นกลางที่เสถียรซึ่งเกี่ยวข้องกับฮีเลียมหรือนีออนที่มีพันธะโควาเลนต์
การคาดคะเนจากแนวโน้มจากการทำนายว่าออกาเนสสันควรเป็นแก๊สมีสกุลที่มีปฏิกิริยามากที่สุด การบำบัดทางทฤษฎีที่ซับซ้อนมากขึ้นบ่งชี้ว่ามีปฏิกิริยามากกว่าที่คาดการณ์ไว้ ถึงจุดที่มีการตั้งคำถามเกี่ยวกับการใช้คำอธิบายของ 'แก๊สมีสกุล'โอกาเนสซอนคาดว่าจะค่อนข้างเหมือนซิลิคอนหรือดีบุกในหมู่ 14:องค์ประกอบปฏิกิริยาที่มีสถานะ +4 ทั่วไปและสถานะ +2 ทั่วไปน้อยกว่าซึ่งที่อุณหภูมิและความดันห้องไม่ได้เป็นแก๊สแต่เป็นสารกึ่งตัวนำที่เป็นของแข็ง จำเป็นต้องมีการทดสอบเชิงประจักษ์ / เชิงทดลองเพื่อตรวจสอบการคาดการณ์เหล่านี้(ในทางกลับกันฟลีโรเวียมแม้จะอยู่ในหมู่ 14 แต่คาดการณ์ว่าจะระเหยผิดปกติ ซึ่งบ่งชี้ถึงคุณสมบัติคล้ายแก๊สมีสกุล)
แก๊สมีสกุลรวมถึงฮีเลียมสามารถสร้างโมเลกุลไอออนที่เสถียรในเฟสของแก๊ส วิธีที่ง่ายที่สุดคือฮีเลียมไฮไดรด์โมเลกุลไอออน, HeHค้นพบในปี ค.ศ. 1925เนื่องจากประกอบด้วยธาตุที่มีมากที่สุด 2 ชนิดในเอกภพ ได้แก่ ไฮโดรเจนและฮีเลียม จึงเชื่อว่าเกิดขึ้นตามธรรมชาติในตัวกลางระหว่างดวงดาวและในที่สุดก็ตรวจพบในเดือนเมษายน ค.ศ. 2019 โดยใช้อากาศกล้องโทรทรรศน์โซเฟียนอกจากไอออนเหล่านี้แล้ว ยังมีแก๊สมีสกุลที่เป็นกลางexcimerอีกหลายชนิด เหล่านี้เป็นสารประกอบเช่น ArF และ KrF ที่เสถียรเฉพาะเมื่ออยู่ในสถานะกระตุ้น; บางส่วนพบการใช้งานในexcimer laser
นอกจากสารประกอบที่อะตอมของแก๊สมีสกุลมีส่วนร่วมในพันธะโควาเลนต์แล้ว แก๊สมีสกุลยังก่อตัวเป็นสารประกอบที่ไม่ใช่โควาเลนต์clathratesอธิบายครั้งแรกในปี ค.ศ. 1949ประกอบด้วยอะตอมของแก๊สมีสกุลที่ติดอยู่ภายในโพรงของผลึกขัดแตะของสารอินทรีย์และอนินทรีย์บางชนิด เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของพวกมันคืออะตอมแก๊สมีสกุล จะต้องมีขนาดที่เหมาะสมเพื่อให้พอดีกับโพรงของโครงตาข่ายคริสตัลโฮสต์ ตัวอย่างเช่น อาร์กอน คริปทอน และซีนอนสร้างคลาเทรตด้วยไฮโดรควิโนนแต่ฮีเลียมและนีออนไม่มีเพราะพวกมันมีขนาดเล็กเกินไปหรือไม่เพียงพอนีออน อาร์กอน คริปทอน และซีนอนยังก่อตัวเป็นคลาเทรตไฮเดรต ซึ่งแก๊สมีสกุลขังอยู่ในน้ำแข็ง
แก๊สมีสกุลสามารถก่อตัวเป็นเอนโดฮีดรัล ฟูลเลอรีนซึ่งอะตอมของแก๊สมีสกุลขังอยู่ภายในโมเลกุลฟูลเลอรีนในปี ค.ศ. 1993 มีการค้นพบว่าเมื่อC60ซึ่งเป็นโมเลกุลทรงกลมที่ประกอบด้วย 60คาร์บอนอะตอม สัมผัสกับแก๊สมีสกุลที่ความดันสูงซับซ้อนเช่นHe@C60สามารถสร้างขึ้นได้ (สัญลักษณ์@ระบุว่ามีเขาอยู่ภายในC60แต่ไม่ผูกพันโควาเลนต์กับมัน)ในปี ค.ศ. 2008 เอ็นโดฮีดรัลคอมเพล็กซ์ที่มีฮีเลียม นีออน อาร์กอน คริปทอน และซีนอนได้สร้างขึ้นแล้วพบสารประกอบเหล่านี้ใช้ในการศึกษาโครงสร้างและความว่องไวต่อปฏิกิริยาของฟูลเลอรีนโดยวิธีนิวเคลียร์ แมกเนติก เรโซแนนซ์ของอะตอมของแก๊สมีสกุล
สารประกอบของแก๊สมีสกุลเช่นซีนอนไดฟลูออไรด์(XeF2) ถูกพิจารณาว่าเป็นไฮเปอร์วาเลนต์เนื่องจากพวกมันละเมิดกฎออกเตตพันธะในสารประกอบดังกล่าวสามารถอธิบายได้โดยใช้แบบจำลองพันธะสามศูนย์สี่อิเล็กตรอนแบบจำลองนี้เสนอครั้งแรกในปี ค.ศ. 1951 พิจารณาถึงพันธะของอะตอมคอลลิเนียร์สามตัว ตัวอย่างเช่น พันธะในXeF2อธิบายโดยชุดของทฤษฎีออร์บิทัลเชิงโมเลกุล(MO) สามชุดที่ได้มาจากp-orbitalบนแต่ละอะตอม พันธะผลลัพธ์จากการรวมกันของ p-orbital ที่เติมจาก Xe กับ p-orbital ที่เติมครึ่งหนึ่งจากแต่ละอะตอมFทำให้เกิดออร์บิทัลที่มีพันธะที่เติมเต็ม, ออร์บิทัลที่ไม่มีพันธะที่เติม และว่างเปล่าออร์บิทัลโมเลกุลแบบต้านพันธะการโคจรของโมเลกุลที่ถูกครอบครองสูงสุดอยู่ในช่วงปลายของอะตอมทั้งสอง สิ่งนี้แสดงถึงตำแหน่งของประจุที่อำนวยความสะดวกโดยค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงของฟลูออรีน
คุณสมบัติทางเคมีของแก๊สมีสกุลที่หนักกว่า คริปทอนและซีนอน ได้รับการยอมรับอย่างดี เคมีของสารที่เบากว่า อาร์กอนและฮีเลียมยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ในขณะที่ยังไม่สามารถระบุสารประกอบของนีออนได้
ปริมาณของแก๊สมีสกุลในเอกภพมีค่าลดลง เมื่อแก๊สมีเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ฮีเลียมเป็นธาตุที่พบได้มากที่สุดในเอกภพถัดมาจากไฮโดรเจนโดยมีเศษส่วนมวลประมาณ 24% ฮีเลียมส่วนใหญ่ในเอกภพเกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์นิวเคลียสของบิกแบงในภายหลัง ปริมาณฮีเลียมยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากการหลอมรวมของไฮโดรเจนในการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์(และเพิ่มขึ้นน้อยมากจากการสลายให้อนุภาคแอลฟาของธาตุหนัก)ปริมาณของแก๊สบนโลกเป็นไปตามแนวโน้มที่แตกต่างกัน เช่น ฮีเลียมเป็นแก๊สมีสกุลที่มีมากที่สุดเป็นอันดับที่สามในชั้นบรรยากาศ เหตุผลก็คือไม่มีฮีเลียมดั้งเดิมในชั้นบรรยากาศ เนื่องจากมีมวลอะตอมน้อย ทำให้ฮีเลียมไม่สามารถลอยต้านสนามแรงโน้มถ่วงของโลกได้ ฮีเลียมบนโลกมาจากการสลายตัวของธาตุหนักอย่างยูเรเนียมและทอเรียมที่พบบนเปลือกโลกและมีแนวโน้มที่จะสะสมในแหล่งแก๊สธรรมชาติในทางตรงกันข้าม ปริมาณของอาร์กอนเพิ่มขึ้นจากการสลายให้อนุภาคบีตาของธาตุโพแทสเซียม-40เพื่อสร้างอาร์กอน-40โพแทสเซียมสามารถพบได้บนเปลือกโลก และเป็นไอโซโทปของอาร์กอนที่มีปริมาณมากที่สุดบนโลก แม้จะค่อนข้างหายากในระบบสุริยะก็ตาม กระบวนการสลายอนุภาคนี้เป็นส่วนของวิธีการจับคู่โพแทสเซียมอาร์กอนซีนอนเป็นธาตุที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำมากในชั้นบรรยากาศ จนมีข้อสงสัยว่าซีนอนหายไปได้อย่างไร ทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่าซีนอนที่หายไปน่าจะอยู่ในรวมตัวกับแร่ธาตุในแผ่นเปลือกโลกหลังจากการค้นพบซีนอนไดออกไซด์การวิจัยแสดงให้เห็นว่าซีนอนสามารถใช้แทนซิลิกอนในควอตซ์ได้เรดอนเกิดขึ้นในธรณีภาคเนื่องจากการสลายให้อนุภาคแอลฟาของเรเดียม โดยเรดอนสามารถซึมผ่านรอยแตกเข้าไปในอาคารและสะสมในพื้นที่ที่มีการระบายอากาศไม่ดี เนื่องจากเป็นธาตุที่มีความเป็นกัมมันตภาพรังสีสูง เรดอนจึงเป็นอันตรายต่อสุขภาพอย่างมาก ทางสถิติเรดอนเป็นตัวแปรหนึ่งที่ทำให้อัตราการเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งปอดมีค่าประมาณ 21,000 คนต่อปีในสหรัฐอเมริกาออกาเนสสันเป็นธาตุที่ไม่สามารถเกิดขึ้นในธรรมชาติ และสร้างได้จากการสังเคราะห์โดยนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น
สำหรับการใช้งานในปริมาณมาก สกัดฮีเลียมด้วยวิธีการกลั่นแบบลำดับส่วนจากแก๊สธรรมชาติ ซึ่งมีฮีเลียมเป็นส่วนประกอบมากถึง 7%
นีออน อาร์กอน คริปทอน และ ซีนอน สามารถผลิตได้จากอากาศด้วยวิธีลิเคอแฟคชัน[en]เพื่อเปลี่ยนแก๊สเป็นของเหลว และวิธีการกลั่นแบบลำดับส่วน เพื่อแยกสารประกอบต่าง ๆ ออกจากกัน ส่วนการผผลิตทำโดยการสกัดแก๊สธรรมชาติและสกัดเรดอนจากการสลายกัมมันตภาพรังสีของสารประกอบเรเดียมราคาของแก๊สมีสกุลขึ้นอยู่กับปริมาณที่พบทางธรรมชาติ โดยอาร์กอนมีราคาที่ต่ำที่สุด ในขณะที่ซีนอนมีราคาสูงที่สุด ตารางด้านล่างแสดงราคาของแก๊สแต่ละชนิดในปี ค.ศ. 2004 ภายในห้องปฏิบัติการ สหรัฐอเมริกา
แก๊สมีสกุลมีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวที่ต่ำมาก ซึ่งทำให้แก๊สเหล่านี้ใช้เป็นสารทำความเย็นในเชิงอติสีตศาสตร์[en]โดยเฉพาะฮีเลียมเหลวซึ่งเดือดที่ 4.2 เคลวิน (−268.95 องศาเซลเซียส; −452.11 องศาฟาเรนไฮต์) นำไปใช้สร้างแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดสำหรับการสร้างภาพด้วยเรโซแนนซ์แม่เหล็ก(MRI) และนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี(NMR)นีออนเหลวถึงแม้จะไม่สามารถลดอุณหภูมิจนเท่าฮีเลียมเหลว นีออนเหลวยังนำไปใช้ในงานด้านอติสีตศาสตร์เนื่องจากมีวิสัยสามารถทำความเย็นมากกว่าฮีเลียมเหลว 40 เท่าและมากกว่าไฮโดรเจนเหลว 3 เท่า
ฮีเลียมใช้เป็นองค์ประกอบของแก๊สสำหรับหายใจแทนที่ไนโตรเจน เนื่องจากมีความสามารถในการละลายในของไหลต่ำโดยเฉพาะไขมันแก๊สทั่วไปมักถูกดูดซึมโดยเลือดและเนื้อเยื่อภายใต้ความดันเช่นการดำน้ำลึกทำให้เกิดภาวะเซื่องซึมเรียกว่าภาวะเมาไนโตรเจนแต่ด้วยที่ฮีเลียมมีความสามารถในการละลายต่ำ ฮีเลียมจึงซึมเข้าเยื่อหุ้มเซลล์ได้น้อย เมื่อใช้ฮีเลียมเป็นส่วนผสมของแก๊สสำหรับหายใจเช่นในtrimixหรือhelioxจึงช่วยลดอาการเซื่องซึมของนักประดาน้ำภายใต้ความลึกความสามารถในการละลายของฮีเลียมที่น้อยมีประโยชน์ในการรักษาโรคลดความกดหรือthe bendsเมื่อมีปริมาณแก๊สละลายในร่างกายลดลงหมายความว่าจะเกิดฟองแก๊สจำนวนน้อยลงที่ความดันที่ต่ำลง นอกจากนี้อาร์กอนยังเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการดำน้ำลึกแบบdrysuitและฮีเลียมยังใช้เป็นแก๊สเติมแกนของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ตั้งแต่วินาศภัยฮินเดินบวร์คในปี ค.ศ. 1937แก๊สลอยตัวในเรือเหาะและลูกโป่งใช้ฮีเลียมทดแทนไฮโดรเจน เนื่องจากความเบาและความไม่ติดไฟ แม้ว่าจะมีแรงลอยตัวลดลง 8.6%
ในการประยุกต์ใช้ มีใช้แก๊สมีสกุลในบรรยากาศเฉื่อย อาร์กอนใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบที่ไวต่ออากาศนั่นคือไวต่อไนโตรเจน อาร์กอนแข็งใช้ในการศึกษาสารประกอบที่ไม่เสถียรมากเช่นสารมัธยันตร์ที่ไวต่อปฏิกิริยา โดยการกักในเมทริกซ์เฉื่อยที่อุณหภูมิต่ำมากฮีเลียมใช้เป็นตัวกลางนำพาในเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟีเป็นแก๊สเติมในเทอร์โมมิเตอร์และในอุปกรณ์ตรวจวัดการแผ่รังสีเช่นเครื่องนับไกเกอร์–มึลเลอร์และห้องฟองฮีเลียมและอาร์กอนมักใช้เป็นกำบังสำหรับการเชื่อมอาร์กและการกระจายของโลหะไร้สกุลในบรรยากาศขณะเชื่อมหรือตัดโลหะ รวมถึงกระบวนการทางโลหการและการผลิตซิลิคอนในอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำ
แก๊สมีสกุลมักใช้ในการจัดแสงเพราะมีความไวต่อปฏิกิริยาเคมีต่ำ อาร์กอนจะผสมกับไนโตรเจนใช้เติมในหลอดไส้ร้อนแบบธรรมดาคริปทอนใช้ในหลอดไฟประสิทธิภาพสูง ซึ่งให้อุณหภูมิสีและประสิทธิภาพสูงกว่า เนื่องจากสามารถลดอัตราการขาดของแกนหลอดไฟได้ดีกว่าอาร์กอนหลอดแฮโลเจนใช้คริปทอนประสมกับสารประกอบของไอโอดีนหรือโบรมีนปริมาณน้อยแก๊สมีสกุลเรืองแสงให้สีที่โดดเด่นเมื่อใช้ในหลอดแก๊สคายประจุเช่นหลอดไฟนีออนแม้ว่าหลอดไฟจะเรียกชื่อตามแก๊สนีออนแต่ก็ประกอบด้วยแก๊สชนิดอื่นและสารเรืองแสงซึ่งทำให้เกิดเฉดสีหลากหลายได้เป็นสีส้มอมแดงของนีออน ซีนอนมักใช้ในหลอดไฟซีนอนอาร์คเนื่องจากสเปกตรัมที่เกือบต่อเนื่องคล้ายกับแสงอาทิตย์ จึงมักประยุกต์ในเครื่องฉายภาพยนตร์และไฟหน้ารถ
แก๊สมีสกุลใช้ในเอ็กไซเมอร์เลเซอร์ซึ่งสร้างจากโมเลกุลที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและคงสภาพในระยะเวลาสั้นเรียกว่าเอ็กไซเมอร์โมเลกุลเอ็กไซเมอร์ที่ใช้ในเลเซอร์อาจเป็นไดเมอร์ของแก๊สมีสกุลเช่น Ar2, Kr2หรือ Xe2หรือที่นิยมใช้คือแก๊สมีสกุลที่รวมตัวกับธาตุฮาโลเจนในรูปโมเลกุลเอ็กไซเมอร์เช่น ArF, KrF, XeF หรือ XeCl เลเซอร์เหล่านี้สร้างรังสีอัลตราไวโอเล็ตซึ่งเนื่องจากความยาวคลื่นที่สั้น (193นาโนเมตรสำหรับ ArF และ 248 นาโนเมตรสำหรับ KrF) ทำให้ใช้ในงานภาพถ่ายรังสีแม่นยำสูงได้ เอ็กไซเมอเลเซอร์ใช้ในด้านอุตสาหกรรม การแพทย์และวิทยาศาสตร์อย่างหลากหลาย นอกจากนี้ยังใช้ในงานด้านไมโครลิโธกราฟีและด้านการสร้างชิ้นส่วนจุลภาคซึ่งมีความสำคัญในการผลิตวงจรรวมและการผ่าตัดด้วยเลเซอร์ได้แก่การขยายหลอดเลือดด้วยเลเซอร์และการผ่าตัดตา
แก๊สมีสกุลบางชนิดมีการประยุกต์ใช้โดยตรงในทางการแพทย์ บางครั้งฮีเลียมจะใช้ช่วยเหลือผู้ป่วยหอบหืดให้หายใจดีขึ้นซีนอนใช้เป็นยาสลบเพราะความสามารถในการละลายในไขมันที่สูง ทำให้เกิดฤทธิ์มากกว่าไนตรัสออกไซด์ที่ใช้โดยทั่วไปและเนื่องจากมันถูกกำจัดจากร่างกายโดยทันที ทำให้ผู้ป่วยฟื้นตัวเร็วขึ้นซีนอนประยุกต์ในการถ่ายภาพรังสีทางการแพทย์ของปอดด้วยเทคนิค hyperpolarized MRIเรดอนซึ่งไวต่อปฏิกิริยามากและมีปริมาณน้อยใช้ในการรังสีบำบัด
แก๊สมีสกุลโดยเฉพาะซีนอนใช้มากในเครื่องยนต์ไอออนเนื่องจากความเฉื่อยของมัน เนื่องจากเครื่องยนต์ไอออนไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยปฏิกิริยาเคมี เชื้อเพลิงที่เฉื่อยเชิงเคมีใช้ป้องกันการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างเชื้อเพลิงรวมถึงสิ่งอื่นในเครื่องยนต์
โอกาเนสซอนถูกค้นพบในบริบทของงานวิจัยเพื่อค้นพบธาตุใหม่เท่านั้น ทำให้ยังผลิตในปริมาณน้อยและไม่เสถียร จึงยังไม่มีการประยุกต์ใช้โอกาเนสซอน
สีของแก๊สขึ้นอยู่กับหลากหลายปัจจัยได้แก่: