希ガス（貴ガス）とは — 単原子の定義・種類（ヘリウム〜ラドン）と性質

希ガス（単原子）とは何かを分かりやすく解説：ヘリウム〜ラドンの種類・性質、色、利用例、歴史まで写真付きで紹介

希ガス（貴ガス）は、常温常圧で単原子の気体として存在する元素群で、すべて周期表の18族に属します。これらの元素は通常ほとんど化学反応を起こさないことで知られており、その主な理由は最外殻電子が閉殻（安定した電子配置）になっているためです。ヘリウムは1s2の「二電子（デュエット）」で安定し、ネオン以降は一般に外側に8個の電子（オクテット）を持ちます。希ガスは常温では単原子分子（各分子が1つの原子である）として存在します。

種類

• ヘリウム
• ネオン
• アルゴン
• クリプトン
• キセノン
• ラドン

物理的・化学的性質

• 単原子気体：常温では分子は単独の原子で存在するため、分子間力が非常に弱く、沸点・融点は極めて低いです。
• 化学的安定性：最外殻が閉殻であるため反応性が低く、従来は「不活性」と考えられていました。しかし条件次第では化合物（特にキセノンやクリプトンのフッ化物など）が合成されることが示されています。
• 色・可視放電：希ガスを低圧で放電させると元素ごとに特徴的な発光色を示します（下の画像参照）。
• 物理的特性：無色・無臭で、不燃、電気的絶縁性が高いものが多い。ヘリウムは非常に低い沸点（-269°C付近）を持ち、冷却用途で重要です。

大気中での存在量

希ガスは空気中に微量ずつ含まれており、全体でおよそ0.96％程度を占めます。その大部分はアルゴンが占め、他はごく微量です（ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドンなど）。

放電管での色（例）

冷陰極管などで放電させると各元素で異なる色に発光します。以下は代表的な放電写真です（画像は原文のまま保持しています）。

希ガスの化合物と例外

従来は「不活性」と呼ばれましたが、20世紀中盤以降、特にキセノンやクリプトンなどでフッ化物や酸化物などの化合物が合成されました。代表的な例としてはキセノンフッ化物（XeF2、XeF4、XeF6）やクリプトンフッ化物（KrF2）があります。アルゴンの化合物は非常に稀で、極低温下でのみ確認された例（例えばHArFなど）があります。ヘリウムやネオンは化学的にはさらに反応性が低く、化学結合を形成する例は極めて限られますが、フラーレンなどの中に閉じ込められる「エンドヘドラル化合物」など物理的に包摂される例が知られます。

用途

• ヘリウム：超低温冷却（液体ヘリウムは超伝導磁石の冷却に必須）、気球や航空用、ガス分析・標準ガス。
• ネオン：広告用ネオンサイン（赤橙色の発光）、高電圧指示器。
• アルゴン：溶接・金属加工時の保護雰囲気、真空装置の雰囲気、電球の不活性ガス充填。
• クリプトン・キセノン：放電ランプ、フラッシュランプ、キセノンは医療用（麻酔薬としての研究やレーザー）や照明。
• ラドン：放射性同位体として一部医療用途（過去の局在療法など）に使用されましたが、放射性であるため取扱いは厳重に制限されます。

放射性と超重元素について

ラドンは放射性元素であり、屋内空気中のラドンは健康被害（肺がんリスク）の原因となるため、換気や対策が重要です。原文にあるように、ウンノクチウム(元素118)はラドンの次の族に位置する超重元素で、極めて短い半減期しか持たず自然界には存在しません（現在は国際命名により「オガネソン（Oganesson）」と命名されています）。これらの超重元素は放射能が強く、化学的利用は現実的には限定的です（元素118は崩壊して元素116（Ununhexium）などへと連鎖的に変化することが観察されています）。

発見と歴史

希ガスの存在は19世紀末から20世紀初頭にかけて明らかにされました。ジョン・ウィリアム・ストラット（レイリー卿）とウィリアム・ラムジー卿らがアルゴンを含む希ガス類を研究・分離しました。レイリー卿は希ガスの研究で1904年にノーベル物理学賞を、ラムジーは希ガスの研究で1904年にノーベル化学賞をそれぞれ受賞しています。

安全性と環境

多くの希ガスは無害であり、不活性であるため取り扱い自体は比較的安全です（ただし高濃度では窒息の危険があります）。一方でラドンなどの放射性希ガスは健康リスクがあるため検出・換気・封じ込め対策が必要です。また、液体ヘリウムの取り扱いでは低温火傷（凍傷）に注意が要ります。

総じて、希ガスは化学的に興味深い例外（化合物の合成）や重要な工業・医療用途を持ち、日常生活や科学技術に広く利用されている元素群です。

質問と回答

Q:希ガスとは何ですか?

Q: 希ガスはいくつあるのですか?

Q: これらの希ガスはどこにあるのですか?

Q: 希ガスから化合物はできるのですか?

Q:冷陰極管で希ガスを使用して光を出すとどうなるのですか?

Q:希ガスは誰が発見したのですか?

Q: 周期表でラドンに続いて18族に属する元素は?

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