แก๊สมีสกุล
สมบัติทางกายภาพและอะตอม

| สมบัติ | ฮีเลียม | นีออน | อาร์กอน | คริปทอน | ซีนอน | เรดอน | โอกาเนสซอน |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| ความหนาแน่น (g/dm3) | 0.1786 | 0.9002 | 1.7818 | 3.708 | 5.851 | 9.97 | 7200 (ค่าทำนาย) |
| จุดเดือด (K) | 4.4 | 27.3 | 87.4 | 121.5 | 166.6 | 211.5 | 450±10 (ค่าทำนาย) |
| จุดหลอมเหลว (K) | – | 24.7 | 83.6 | 115.8 | 161.7 | 202.2 | 325±15 (ค่าทำนาย) |
| ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ (kJ/mol) | 0.08 | 1.74 | 6.52 | 9.05 | 12.65 | 18.1 | – |
| การละลาย ในน้ำที่อุณหภูมิ 20 °C (cm3/kg) | 8.61 | 10.5 | 33.6 | 59.4 | 108.1 | 230 | – |
| เลขอะตอม | 2 | 10 | 18 | 36 | 54 | 86 | 118 |
| รัศมีอะตอม (จากการคำนวณ) (pm) | 31 | 38 | 71 | 88 | 108 | 120 | – |
| พลังงานไอออไนเซชัน (kJ/mol) | 2372 | 2080 | 1520 | 1351 | 1170 | 1037 | 839 (ค่าทำนาย) |
| อิเล็กโตรเนกาทิวิตี | 4.16 | 4.79 | 3.24 | 2.97 | 2.58 | 2.60 | 2.59 |
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม ดูต่อที่ แก๊สมีสกุล (หน้าข้อมูล)
แก๊สมีสกุลมีแรงระหว่างอะตอม [en]ที่อ่อน ส่งผลให้จุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำมาก แก๊สมีสกุลเป็นแก๊สอะตอมเดี่ยว [en]ภายใต้ภาวะมาตรฐาน รวมถึงเป็นธาตุที่มีมวลอะตอมสูงกว่าธาตุที่เป็นของแข็งทั่วไป ฮีเลียมมีปริมาณที่เป็นเอกลักษณ์กว่าธาตุอื่น โดยมีจุดเดือดที่ 1 บรรยากาศมาตรฐานต่ำกว่าสสารอื่น ฮีเลียมเป็นธาตุเดียวที่แสดงสมบัติของของไหลยวดยิ่งและเป็นธาตุเดียวที่ไม่สามารถทำให้เป็นของแข็งด้วยการลดอุณหภูมิที่ความดันบรรยากาศ (ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายด้วยกลศาสตร์ควอนตัมว่าพลังงานจุดศูนย์ [en]มากเกินไปที่จะเกิดการเยือกแข็ง) – ต้องให้ความดัน 25 บรรยากาศมาตรฐาน (2,500 กิโลปาสกาล; 370 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ที่อุณหภูมิ 0.95 เคลวิน (−272.200 องศาเซลเซียส; −457.960 องศาฟาเรนไฮต์) เพื่อเปลี่ยนให้ฮีเลียมเป็นของแข็ง ในขณะที่ต้องใช้ความดันประมาณ 115 kbar สำหรับอุณหภูมิห้อง แก๊สมีสกุลจนถึงซีนอนมีไอโซโทปที่เสถียรหลายไอโซโทป เรดอนไม่มีไอโซโทปเสถียร โดยไอโซโทปที่คงตัวได้นานที่สุดคือ Rn-222 [en] ด้วยครึ่งชีวิต 3.8 วันและสลายเป็นฮีเลียมกับพอโลเนียม ซึ่งจะสลายต่อเป็นตะกั่ว จุดหลอมเหลวและจุดเดือดจะเพิ่มขึ้นไล่จากบนลงล่างของหมู่
อะตอมของแก๊สมีสกุลเช่นเดียวกันกับอะตอมในหมู่ส่วนใหญ่ มีรัศมีอะตอมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากคาบหนึ่งไปอีกคาบหนึ่งเนื่องจากการเพิ่มจำนวนของอิเล็กตรอน ขนาดของอะตอมสัมพันธ์กับสมบัติหลายประการ ตัวอย่างเช่นพลังงานไอออไนเซชันลดลงกลับกันกับรัศมีที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากเวเลนซ์อิเล็กตรอนในแก๊สมีสกุลที่ใหญ่กว่าจะห่างจากนิวเคลียสทำให้อิเล็กตรอนไม่ได้กระจุกตัวอย่างแน่นในอะตอมเท่ากับแก๊สมีสกุลที่เล็กกว่า แก๊สมีสกุลมีพลังงานไอออไนเซชันมากที่สุดเมื่อเทียบกับธาตุในคาบเดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเสถียรของการจัดเรียงอิเล็กตรอนและสัมพันธ์กับความไม่ว่องไวต่อปฏิกิริยาเคมี แต่อย่างไรก็ตาม แก๊สมีสกุลที่หนักบางธาตุมีพลังงานไอออไนเซชันน้อยพอที่จะเปรียบเทียบกับธาตุและโมเลกุลอื่น ข้อมูลเชิงลึกระบุว่าซีนอนมีพลังงานไอออไนเซชันเท่ากับโมเลกุลออกซิเจน ทำให้บาร์ทเล็ตพยายามออกซิไดส์ซีนอนด้วยแพลทตินัมเฮกซะฟลูออไรด์ [en](PtF6) ซึ่งเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมากพอให้เกิดปฏิกิริยากับออกซิเจน แก๊สมีสกุลไม่สามารถรับอิเล็กตรอนจากไอออนลบ เนื่องจากมีสัมพรรคภาพอิเล็กตรอนน้อยกว่าศูนย์
สมบัติทางกายภาพของแก๊สมีสกุลกำหนดโดยแรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างอะตอมที่อ่อน แรงดึงดูดเพิ่มขึ้นตามขนาดของอะตอมเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของสภาพมีขั้วได้ [en] และการลดลงของพลังงานไอออนไนเซชัน นั่นส่งผลให้เกิดแนวโน้มของค่าต่าง ๆ ไล่จากบนลงล่างตามธาตุหมู่ 18 โดยรัศมีอะตอมและแรงระหว่างอะตอมจะเพิ่มขึ้น ทำให้จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอและความสามารถในการละลาย ส่วนการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นเกิดจากการเพิ่มของมวลอะตอม
แก๊สมีสกุลมีสมบัติใกล้เคียงแก๊สอุดมคติภายใต้ภาวะมาตรฐาน แต่เมื่อพิจารณาค่าเบี่ยงเบนจากกฎของแก๊สอุดมคติจะนำไปสู่การศึกษาเกี่ยวกับแรงระหว่างโมเลกุล ศักย์เลนนาร์ด-โจนส์ [en]มักใช้ในการจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล เป็นโมเดลที่เสนอในปี ค.ศ. 1924 โดย โจห์น เลนนาร์ด-โจนส์ [en] จากข้อมูลที่ทดลองกับอาร์บอนก่อนที่กลศาสตร์ควอนตัมจะให้เครื่องมือสำหรับการทำความเข้าใจเรื่องแรงระหว่าโมเลกุลด้วยหลักการแรกเริ่ม [en] การวิเคราะห์เชิงทฤษฎีของปฏิสัมพันธ์เหล่านี้สามารถทำได้ง่ายเพราะแก๊สมีสกุลเป็นแก๊สอะตอมเดี่ยวและเป็นทรงกลม หมายความว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมไม่ขึ้นกับทิศทางหรือมีสมบัติเป็นไอโซทรอปิก