Jalokaasut

Jalokaasut ovat alkuaineita, joilla on uloimmalla elektronikuorellaan täysi oktetti, pois lukien helium, jonka ainoalle elektronikuorelle sopii vain kaksi elektronia. Elektronirakenteensa vuoksi ne eivät osallistu helposti kemiallisiin reaktioihin, ja ovat hajuttomia, palamattomia, mauttomia inerttejä kaasuja. Jaksollisessa järjestelmässä jalokaasut muodostavat ryhmän 18 (pääryhmä VIII), ja ne ovat taulukon äärimmäisessä oikeanpuoleisessa sarakkeessa. Jalokaasut ovat helium, neon, argon, krypton, ksenon, radon sekä keinotekoinen oganesson.

Kemialliset ominaisuudet

Yleisesti ottaen jalokaasut eivät reagoi kemiallisesti mitenkään. Yhtäkään vakaata helium- tai neonyhdistettä ei ole kyetty valmistamaan, mutta vuonna 2000 ensimmäisenä maailmassa Markku Räsäsen johtama tutkimusryhmä löysi erittäin epästabiilin argonyhdisteen HArF –265 celsiusasteen lämpötilassa. Jalokaasuyhdisteitä on pystytty kyllä saamaan aikaiseksi raskaammilla jalokaasuilla, kryptonilla, argonilla, ksenonilla ja radonilla, joiden ylemmät orbitaalit voivat luovuttaa elektroneja. Ainoastaan kryptonin, ksenonin ja radonin tiedetään muodostavan stabiileja yhdisteitä. Esimerkkinä on valmistettu ksenonin fluorideja XeF₂, XeF₄ ja XeF₆. Näissä fluori toimii hapettimena eli ksenon on osittain positiivisesti varautunut. 
Ksenon itsessään ei ole myrkyllinen, mutta sen yhdisteet ovat erittäin myrkyllisiä, koska ne ovat voimakkaita hapettavia aineita. Ksenon-difluoridi on epästabiili, herkkä ilmalle ja kosteudelle. Kaikki ksenonfluoridit on suojattava kosteudelta, jotta vältetään ksenonitrioksidin muodostuminen. Se on väritön, haihtumaton kiinteä aine, joka on vaarallisen räjähtävä kuivana. Sen liuos on vakaa heikko happo mutta vahva hapettava aine.
Jalokaasuilla on erittäin matalat sulamis- ja kiehumispisteet. Myös ryhmän raskaimmat aineet ovat normaaliolosuhteissa yksiatomisia kaasuja.

Heliumin uhkaava väheneminen

Vuonna 1925 Yhdysvaltain hallitus äänesti strategisen kansallisen heliumvarauksen (National Helium Reserve, NHR) perustamisesta, ja sitä alettiin keräämään kansallisen heliumvarauksen varastoon vanhassa kaivoksessa Amarillossa, Texasissa, mahdollisen sodan varalta ilmalaivoissa käytettäväksi. Sellaista sotaa, jossa olisi tarvittu ilmalaivoja ei kuitenkaan koskaan tullut, mutta 1960 NASA alkoi käyttämään Apollo-ohjelmassa käyttämään heliumia rakettipolttoaineen tekemisessä. Vuoteen 1995 mennessä varastoihin oli kerätty 800 miljardia litraa kaasua, ja kansallisen heliumvaraus oli velkaantunut 1,4 miljardin dollarin edestä. Järjestelmä päätettiin lopettaa vuonna 1996 ja suurin osa heliumista myytiin sen velkojen maksamiseksi. 
Helium on vedyn jälkee kaikista runsain alkuaine, sitä on 23 % maailmankaikkeuden alkuaineesta, mutta sen enemmistö on keskittynyt tähtiin. Maapallolla sitä on tilavuusprosentteina on vain 5,2 miljoonasosaa (noin 0,0005 %) pääasiassa siksi, että suurin osa maapallon ilmakehässä olevasta heliumista pakenee avaruuteen sen inertisyyden ja matalan massan vuoksi. Helium ei ole jakautunut ilmakehään tasaisesti, vaan sitä on eniten ilmakehässä heterosfäärissä. Melkein kaikki maan päällä oleva helium on radioaktiivisten, uraania ja toriumia sisältävien, mineraalien hajoamisen tulos. 
Heliumia tuotetaan fraktiotislauksella eli jakotislauksella maakaasusta jossa sitä sattaa olla jopa 7 %, mutta sitä ei ole tuotettu viime vuosina niin paljon. Yksi syy siihen, että öljy- ja maakasu-yritykset eivät ole halukkaita investoimaan heliumin erottelemiseen maakasusta on se, ettei Yhdysvallat enää pidä sitä strategisena voimavarana. Tämä on johtanut sen pulaan maailmalla. Heliumista oli pulaa vuosina 2012–2013, koska joitakin isoja laitoksia oli pois käytöstä huoltojen vuoksi. On ennustettu, että nykyisillä käyttöasteilla kaikki helium tunnetuissa varannoissa kulutetaan vuoteen 2030 ja 2040 mennessä.