稀有氣體（英語(yǔ)：Noble gases），即周期表中的零族元素，又稱惰性氣體，在自然界中的含量極少，且以單質(zhì)狀態(tài)存在。常溫下均為無(wú)色無(wú)味的氣體，在水中的溶解度極低。稀有氣體的最外層電子結(jié)構(gòu)為ns2np?（氦為1s2），是最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，因此化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
現(xiàn)有的稀有氣體共有七種，分別是氦氣（He）、氖氣（Ne）、氬氣（Ar）、氪氣（Kr）、氙氣（Xe）、氡氣（Rn，放射性）、?（Og，放射性，人造元素）。其中?是以人工合成的稀有氣體，原子核非常不穩(wěn)定，半衰期很短，只有5毫秒。它們的發(fā)現(xiàn)歷程共歷經(jīng)100多年，其中，英國(guó)化學(xué)家威廉·拉姆齊發(fā)現(xiàn)了四種稀有氣體，對(duì)稀有氣體的發(fā)展意義重大。稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，在1962年，尼爾·巴特利特合成了第一個(gè)稀有氣體化合物，即六氟合鉑酸氙，化學(xué)式為Xe【PtF?】。
因?yàn)橄∮袣怏w獨(dú)特的性質(zhì)，其在地質(zhì)學(xué)、醫(yī)學(xué)、光學(xué)、宇宙化學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。尤其因?yàn)橄∮袣怏w的化學(xué)惰性，所以常用作保護(hù)氣和隔絕氣，且為使燈泡更耐用，也常會(huì)填充稀有氣體。另外，因?yàn)橄∮袣怏w在通電時(shí)能發(fā)射多種不同顏色的光線，所以它們也可以制成不同的電光源和激光器。
裝有稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙的容器在加熱時(shí)可能會(huì)爆炸，所以不可以將其長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫中。且這些容器內(nèi)都是冷凍氣體，人類若觸碰可能導(dǎo)致低溫凍傷。
發(fā)現(xiàn)歷史
稀有氣體在自然界中含量極少，并且因?yàn)槠淅砘再|(zhì)相近，均不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，故將其稱之為稀有氣體。稀有氣體的發(fā)現(xiàn)有助于對(duì)原子結(jié)構(gòu)一般理解的發(fā)展。稀有氣體的發(fā)現(xiàn)共經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)。
氬的發(fā)現(xiàn)
人類首先發(fā)現(xiàn)的稀有氣體是氬。
在十九世紀(jì)，當(dāng)英國(guó)物理學(xué)家瑞利研究大氣中各種氣體的密度時(shí)，發(fā)現(xiàn)從空氣中除去氧以后，得到“氮?dú)?/a>”的密度是1.2572g/L，然而從氮化物中制得氮的密度是1.2507g/L，這其中的誤差吸引了英國(guó)化學(xué)家威廉·拉姆齊的興趣。后來(lái)經(jīng)過(guò)拉姆塞和瑞利的研究發(fā)現(xiàn)，這最后殘余氣體的體積約占原空氣體積的1%，且比氮?dú)馍灾兀?jīng)過(guò)光譜分析后斷定這種氣體是一種新元素。之后在1894年，瑞利和拉姆塞宣布了這一元素的發(fā)現(xiàn)，并將其命名為氬，希臘文原意是“不活潑的、惰性的”，中文譯名是氬，元素符號(hào)為Ar。
氦的發(fā)現(xiàn)
氦是唯一先在地球之外發(fā)現(xiàn)的一個(gè)元素。
早在1868年，法國(guó)天文學(xué)家詹森在印度觀察日食時(shí)，從太陽(yáng)光譜中得到一條波長(zhǎng)587.49nm的橙黃色光譜線。剛開始他認(rèn)為這是鈉的發(fā)射線，但經(jīng)過(guò)對(duì)比之后發(fā)現(xiàn)，這條發(fā)射線與鈉的發(fā)射線似乎有些差異。同時(shí)，英國(guó)天文學(xué)家約瑟夫·洛克耶成功地在大白天觀察到這條黃線。后來(lái)經(jīng)過(guò)二人共同對(duì)比，他們認(rèn)為這是一個(gè)地球上不存在，只存在于太陽(yáng)上的元素，并將其命名為氦氣，希臘文原意為“太陽(yáng)”，中文譯名為氦，元素符號(hào)為He。
氖的發(fā)現(xiàn)
1894年瑞利和威廉·拉姆齊發(fā)現(xiàn)了氬，1895年拉姆塞發(fā)現(xiàn)地球上也有氦的存在，但在當(dāng)時(shí)的元素周期表中，并沒(méi)有這兩個(gè)元素的位置，拉姆塞根據(jù)周期表的規(guī)律性以及兩個(gè)元素的性質(zhì)，推測(cè)氦和氬可能是另一族的新元素，而且在氦和氬之間，很可能有另外一種新的元素。
最初，拉姆塞和他的助手特拉弗斯認(rèn)為新元素可能存在于稀有礦物中。于是，他們對(duì)地球上所能得到的礦物都做了實(shí)驗(yàn)，但都未能成功。后來(lái)，在拉姆塞和特拉弗斯想通過(guò)減壓病空氣以液化氬這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)空氣中的氦氣時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)最先逸出的那一部分氣體的發(fā)射線并不是氦氣的發(fā)射線，而且這個(gè)氣體發(fā)射的光線異常明亮。之后，威廉·拉姆齊和特拉弗斯測(cè)定這種氣體的光譜，確認(rèn)了這是一個(gè)全新的元素。最終在1898年6月從空氣中提取出這個(gè)氣體，并將其命名為氖，希臘文原意為“新的”，中文譯名為氖，元素符號(hào)為Ne。
氪的發(fā)現(xiàn)
稀有氣體氪是在尋找氖的期間發(fā)現(xiàn)的。
1898年5月30日，拉姆塞想在液態(tài)空氣分餾產(chǎn)物中尋找氖，于是蒸發(fā)液態(tài)空氣到最后只剩下很少的一部分，再把其中的氮?dú)?/a>和氧氣去掉，最后留下來(lái)的是一種比空氣重的不活潑氣體，然后拉姆塞測(cè)定了該氣體的光譜，發(fā)現(xiàn)和以往任何光譜都無(wú)法對(duì)應(yīng)，于是確定這是一個(gè)新元素，并指出這種元素的原子量應(yīng)該介于溴和銣之間，這說(shuō)明氪、氦和氬應(yīng)是同類，都是稀有氣體之一。最后威廉·拉姆齊將這種氣體命名為氪，希臘文原意為“隱藏”，中文譯名是氪，元素符號(hào)為Kr。
氙的發(fā)現(xiàn)
1898年7月，拉姆塞和特拉弗斯用新的空氣液化機(jī)，制備了大量的液態(tài)空氣，并將其分餾制得氪和氖，又把氪反復(fù)地分次液化、揮發(fā)，從其中又分出一種質(zhì)量比氪更重的新氣體，二人檢測(cè)了一下該氣體的光譜，發(fā)現(xiàn)又是一個(gè)新的元素，他們命名為氙，希臘文原意為“陌生的、奇異的”，中文譯名氙，元素符號(hào)為Xe。
氡的發(fā)現(xiàn)
氡是一種具有天然放射性的稀有氣體，它是鐳、釷和這些放射性元素在衰變過(guò)程中的產(chǎn)物，因此，只有發(fā)現(xiàn)這些元素后才有可能發(fā)現(xiàn)氡。
1899年，英國(guó)物理學(xué)家歐文斯和歐內(nèi)斯特·盧瑟福在研究的放射性時(shí)發(fā)現(xiàn)釷射氣，即Rn???。1900年，德國(guó)物理學(xué)家道恩在研究鐳的放射性時(shí)發(fā)現(xiàn)鐳射氣，即Rn???。1903年，德國(guó)化學(xué)家吉賽爾在錒的化合物中發(fā)現(xiàn)錒射氣，即Rn???。之后在1904年，威廉·拉姆齊獲得了該氣體的光譜，發(fā)現(xiàn)這又是一個(gè)全新的元素。直到1908年，拉姆塞才收集到足夠多的鐳射氣測(cè)定其性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)這種氣體和之前的五種元素一樣，不會(huì)與現(xiàn)階段任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，是一種具有化學(xué)惰性的稀有氣體元素，而其他的兩種射氣是它的同位素。又因?yàn)樵摎怏w具有放射性，可以使某些物質(zhì)發(fā)光，因此他們將此元素命名為nition，意為“發(fā)光”，直到1923年在國(guó)際化學(xué)會(huì)議上才正式把它改名為氡，希臘文原意為“閃光的”，中文譯為氡，元素符號(hào)為Rn。
氣奧的合成
作為唯一一個(gè)人工合成的稀有氣體，2016年6月8日，國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）宣布，將化學(xué)元素第118號(hào)氣奧（Og）提名為新的化學(xué)元素。2006年10月16日，美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和俄羅斯的科學(xué)家宣布成功合成該元素，為了紀(jì)念超重元素合成先驅(qū)者、俄羅斯物理學(xué)家尤里·奧加涅相，研究人員將第118號(hào)元素命名為Oganesson，元素符號(hào)為Og。
分布情況
氦是宇宙中第二豐富的元素，但它在地球中只是大氣中的微量氣體，約占空氣中的5.24×10??o%。大氣中氦的濃度主要由氦通過(guò)巖石圈的釋氣和氦向空間的熱擴(kuò)散損失決定。
氖在空氣中含量?jī)H有1.82×10?3o %。
空氣中約含0.94%（體積百分）的稀有氣體，其中絕大部分是氬氣。
氪的唯一工業(yè)來(lái)源是空氣，在礦石和石隕石中只發(fā)現(xiàn)了痕量的氪。氪在地球大氣中的體積分?jǐn)?shù)為1.14×10?3o %，含量極低。
氙在空氣中含量占8.7×10?? %。
氡是放射性礦物的衰變產(chǎn)物，故其存在于土壤、地表水和大氣中。大氣中氡的濃度受到氣象與地質(zhì)等因素的影響，變化較小。由于氡的密度較大，空氣中氡的相對(duì)含量會(huì)隨平均海拔的增加而迅速減少。氡在地殼中的含量極低。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
稀有氣體元素都是無(wú)色無(wú)味的氣體，微溶于水，其溶解度隨原子量的增加而增大。氣體分子均由單原子組成，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很低，并隨原子量增加而升高。稀有氣體的原子半徑都很大，在族中自上而下遞增，且這些半徑都是未成鍵的半徑，故不能將其與共價(jià)或成鍵半徑進(jìn)行對(duì)比，而應(yīng)與其他元素的范德華半徑對(duì)比。它們?cè)诘蜏貢r(shí)可被液化，除氦以外，其他5種氣體都可在低溫下凝固，氦則要在25個(gè)大氣壓或更大的氣壓下于0K～1K溫度區(qū)間內(nèi)凝固。稀有氣體原子的最外層電子結(jié)構(gòu)為均為ns2np?（除氦為1s2），使稀有氣體一般不具備化學(xué)活性，故過(guò)去又稱惰性氣體。下面依次簡(jiǎn)要介紹其物理性質(zhì)。
氦氣，比空氣輕，不易燃，僅微溶于水。可當(dāng)作為液體運(yùn)輸，但溫度極低，會(huì)凝固所有其他氣體。在放射管中的光譜顏色為粉紅色。
氖，具有惰性和單原子性，溶解度極低。氖表現(xiàn)為無(wú)色無(wú)味的不可燃?xì)怏w，化學(xué)惰性，氖蒸氣比空氣輕，無(wú)毒，但可以作為簡(jiǎn)單的窒息劑。在放射管中的光譜顏色為紅色。
氬，比空氣重，不可燃?xì)怏w。在放射管中的光譜顏色為藍(lán)紫色。
氪氣，不溶于水。它在自身蒸氣壓下作為液體運(yùn)輸。與液體接觸可能會(huì)凍傷到未受保護(hù)的皮膚。容器長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫中可能導(dǎo)致其劇烈破裂。在放射管中的光譜顏色為藍(lán)綠色。
氙氣，極難溶于水，無(wú)毒。在放射管中的光譜顏色為亮白色。
氡，天然存在的放射性氣體，無(wú)臭無(wú)味，是由鈾[yóu]的放射性衰變形成的。可冷凝成無(wú)色透明液體和不透明的發(fā)光固體，當(dāng)冷卻到冰點(diǎn)以下時(shí)，氡可表現(xiàn)出明亮的磷光，再隨著溫度的降低而變黃，在液態(tài)空氣的溫度下呈橙紅色。微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。
化學(xué)性質(zhì)
稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)是由它的原子結(jié)構(gòu)所決定的。除氦以外，稀有氣體原子的最外電子層都是由充滿的ns和np軌道組成的，它們都具有穩(wěn)定的8電子構(gòu)型。與其它元素相比較，稀有氣體的電子親合勢(shì)都接近于零，具有很高的電離勢(shì)。因此，稀有氣體原子在一般條件下不容易得到或失去電子而形成化學(xué)鍵，表現(xiàn)出化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不僅難與其它元素化合，而且自身也是以單原子分子的形式存在，原子之間僅存在著微弱的范德華力。
化合物
因?yàn)橄∮袣怏w不活潑的化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致它們化合物的合成過(guò)程也很困難。
1962年，英國(guó)化學(xué)家巴特列特首先合成出第一個(gè)惰性氣體的化合物六氟合鉑酸氙，化學(xué)式為Xe【PtF?】，此后，“惰性氣體”改名為“稀有氣體”。之后巴特列特和其他幾位年輕的科學(xué)家又成功制得了氙的氟化物。此后，科學(xué)家們還合成了許多氙的化合物，例如氙的氟化物XeF?、XeF?、XeF?以及由它們和金屬氟化物生成的一系列加合物、氙的氧化物XeO?、XeO?、含氧酸鹽、氟氧化物XeOF?等。其中，XeO?可作為強(qiáng)氧化劑來(lái)氧化醇類、羧酸類等有機(jī)化合物，并進(jìn)行定量分析，XeF?也可作為優(yōu)良的氟化劑等。
1988年，加拿大科學(xué)家施陶貝根宣首次制備了含有氪-氮鍵的化合物。將二氟化氪(KrF?）和質(zhì)子化的氫氰酸鹽放入氫氟酸中，并以液氮冷卻，然后將反應(yīng)溫度緩慢上升，使這兩種化合物溶解并發(fā)生反應(yīng)，最后在約-60℃時(shí)生成含有氪-氮鍵的白色固體化合物。這種氪-氮化合比其他氙同系物更不穩(wěn)定，它不能在高于-50℃的溫度下存在。
2017年，中國(guó)科學(xué)家王慧田等人制備了氦的化合物，他們?cè)诟邏合聦⒑ず外c反應(yīng)，最終形成Na?He晶體，分析表明，這是一種電子鹽結(jié)構(gòu)。
截至2020年，晶體結(jié)構(gòu)的稀有氣體化合物有近230種。
同位素
氦的穩(wěn)定同位素為3He和?He。其中，3He主要來(lái)源于元素合成時(shí)形成的原始核素，地殼和地幔中的?He則主要為自然放射性元素U、Th發(fā)生α衰變的產(chǎn)物，不過(guò)大氣中?He的主要來(lái)源是通過(guò)大陸地殼的通量，大洋中脊火山作用和通過(guò)洋殼的通量也對(duì)大氣中?He濃度有很大影響。在地幔中，3He的豐度比?He高得多，因?yàn)?He在形成地球時(shí)就被納入了地球，所以3He的起源完全是原始的，而地幔中的?He主要是放射成因的，主要來(lái)源于放射性反應(yīng)和核反應(yīng)。
氖在自然界的穩(wěn)定同位素是2oNe、21Ne和22Ne。大氣中2oNe/22Ne的比率為9.80，誤差不超過(guò)0.08，而原始地幔比率據(jù)報(bào)道超過(guò)12.5。Yatsevich和Honda計(jì)算了地幔和地殼中氖的年生產(chǎn)率，與Yatsevich和Honda給出的?He生產(chǎn)率相比，這些生產(chǎn)率數(shù)量級(jí)更高，可以忽略不計(jì)。由反應(yīng)1?O(α，n)2oNe來(lái)產(chǎn)生氖的主要同位素2oNe的產(chǎn)率也極低。氬的穩(wěn)定同位素是3?Ar、3?Ar、3?Ar和?oAr。作為一種年代示蹤物，半衰期為269年的3?Ar在地下水分析中的作用極大。地殼中?oAr的一個(gè)來(lái)源是鉀的電子俘獲衰變。由于大氣氬的背景較大，僅在停留時(shí)間為幾百萬(wàn)年范圍的地下水中可見?oAr的產(chǎn)生，并且與地下水中的大氣平衡成分相比，地殼中由3?Cl的β衰變產(chǎn)生的3?Ar可以忽略不計(jì)。
氪的同位素有??Kr、?1Kr和??Kr。其中，最穩(wěn)定的同位素是??Kr。??Kr的半衰期為10.8年，自然豐度約為2×10?11，主要以氣態(tài)形式存在于大氣中。??Kr可以由宇宙射線和大氣中的穩(wěn)定同位素原子作用生成，然而目前大氣中的??Kr幾乎全部來(lái)自于人類的核活動(dòng)。?1Kr半衰期為23萬(wàn)年，同位素自然豐度約為1×10?12。與??Kr不同，?1Kr同位素主要由地球上層大氣中元素的穩(wěn)定同位素與宇宙射線作用而成，它可以很好地進(jìn)入低層大氣參與氣流循環(huán)，并在大氣中形成較為均一的同位素分布，由于其半衰期很長(zhǎng)，宇宙射線對(duì)其局部濃度的擾動(dòng)并不能對(duì)其整體豐度產(chǎn)生影響。氙的穩(wěn)定同位素分別是12?Xe、12?Xe、12?Xe、12?Xe、13oXe、131Xe、132Xe、13?Xe和13?Xe，這些同位素的天然含量占比分別為0.094%、0.089%、1.875%、26.074%、4.011%、21.210%、27.108%、10.451%以及9.088%。
氡是由放射性元素鐳衰變產(chǎn)生的唯一一個(gè)天然放射性稀有氣體。氡有27種同位素，其中222Rn、22oRn和21?Rn是氡最重要的同位素，它們的半衰期分別是3.82天、55.6秒以及3.9秒。
提取方式
從固體中提取
從固體樣品中提取稀有氣體的方式主要有3種，分別是壓碎法、加熱熔融法和激光溶蝕法。
壓碎法是獲取礦物中稀有氣體的主要方式，一般不會(huì)將礦物晶格中的氣體全釋放出來(lái)，并且分階段的壓碎可以獲取不同厚度的成分信息。而加熱熔融法不僅會(huì)將包裹體和巖石裂隙中的氣體釋放出來(lái)，還會(huì)將晶格中的氣體釋放，可以通過(guò)設(shè)定不同溫度來(lái)獲取不同的氣體。激光溶蝕法則可以針對(duì)性地精準(zhǔn)釋放所選氣體。
有科學(xué)家認(rèn)為壓碎法更為高效，但因?yàn)檩^低的提取率導(dǎo)致需要多次壓碎；分階段加熱抽樣又容易受到雜質(zhì)氣體干擾，對(duì)樣品的純度要求較高；激光溶蝕法提取量有限，也要求儀器需要有較高的靈敏度。
從液、氣中提取
由于氪、氙用途廣泛，且在空氣中含量稀少，所以這兩種元素主要是工業(yè)提取。工業(yè)提取氪、氖的方式有三種，分別是從空分設(shè)備的副產(chǎn)品中提取、合成氨的排放氣中提取以及從核反應(yīng)的裂變中提取。其中，空分設(shè)備的提取方法是通過(guò)空分裝置獲得濃縮液氧，將液態(tài)氧送入一個(gè)吸收塔內(nèi)，并蒸發(fā)，然后利用洗滌劑把稀有氣體氪和氙以及存在的烴類從氧中吸收下來(lái)，并利用氦和氖的揮發(fā)性，通過(guò)冷凝器和吸附分離作用將氦氖分離，再重復(fù)用洗滌劑從氧中吸收出氪和氙，最終可得到氪、氙產(chǎn)物。
在空氣中，氬是七種稀有氣體中含量最高的一個(gè)氣體，所以在對(duì)空氣樣品中的氬抽樣后，需要進(jìn)行純化過(guò)程，再將純化后的氣體稀釋后測(cè)量純度即可。
應(yīng)用領(lǐng)域
由于稀有氣體穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，它們被廣泛應(yīng)用于光學(xué)、冶金、醫(yī)學(xué)、宇宙化學(xué)等領(lǐng)域中。
光學(xué)領(lǐng)域
稀有氣體在通電時(shí)能發(fā)出不同顏色的光，可制成多種用途的電光源，比如航標(biāo)燈、強(qiáng)照明燈、閃光燈，霓虹燈等。氖在放電管內(nèi)放射出紅光，加入一些汞蒸氣后又可以發(fā)射出藍(lán)光。氪密封于燈管中會(huì)發(fā)出淺紫色光，可用于機(jī)場(chǎng)跑道燈。氙在電場(chǎng)的激發(fā)下能放出強(qiáng)烈的白光，高壓長(zhǎng)弧氙燈常用于電影攝影、舞臺(tái)燈光等，并且將氪與氙混合，可以用于高強(qiáng)度、短曝光的照相閃光燈和頻閃燈中。另外，氦氖激光器、氬離子激光器等在國(guó)防科研中也發(fā)揮了重大作用。
冶金領(lǐng)域
在冶金工業(yè)中，由于稀有氣體具有惰性，故常用作保護(hù)氣，如焊接金屬時(shí)會(huì)用稀有氣體來(lái)隔絕空氣。燈泡中充稀有氣體可以使燈泡更耐用，也可以節(jié)約能源。在量子物理、核研究領(lǐng)域，稀有氣體可以作為冷卻氣、中子源，或檢測(cè)氣等。
醫(yī)療領(lǐng)域
在醫(yī)療領(lǐng)域，氙燈能放出紫外線，氡可以作為“種子”植入人體腫瘤部位，氪、氙的同位素還被用來(lái)測(cè)量腦血流量等。又因?yàn)閄射線不能有效穿透氪氣和氙氣，所以這兩種氣體也可用做 X 射線遮擋材料。
宇宙化學(xué)領(lǐng)域
稀有氣體在地球及宇宙化學(xué)中也有廣闊的應(yīng)用前景。分別對(duì)地球空氣中、石隕石中、月壤中稀有氣體豐度及同位素組成進(jìn)行測(cè)定分析，可以得到地球大氣、太陽(yáng)系物質(zhì)及月球中物質(zhì)的來(lái)源等信息。，這些稀有氣體也是探索地球與行星形成和演化的有效示蹤手段。例如，研究人員通過(guò)一些異常的氖同位素組成，在隕石中發(fā)現(xiàn)了前太陽(yáng)物質(zhì)，這種物質(zhì)可以示蹤恒星內(nèi)部演化和太陽(yáng)星云的形成；而且，氙同位素的異常促使滅絕核素被發(fā)現(xiàn)，而滅絕核素定年法是度量太陽(yáng)系早期演化的有效時(shí)間標(biāo)尺。
隨著對(duì)宇宙深空探測(cè)的發(fā)展，一些地外樣品稀有氣體研究逐漸豐富，如星際塵、返回樣品和石隕石等。這些稀有氣體在鑒別太陽(yáng)系外物質(zhì)、樣品母體大氣組成與演化、太陽(yáng)系早期年代學(xué)、樣品宇宙射線暴露歷史、太陽(yáng)早期輻射歷史、成對(duì)隕石確定等領(lǐng)域也均具有重要應(yīng)用。
其他應(yīng)用
氦氣不易燃，且比氫安全，故常被用來(lái)代替氫充填氣象氣球和飛船。氦的溶解度比氮低，也可用于預(yù)防潛水病。例如，潛水深度大于55米時(shí)，潛水員所用的壓縮空氣瓶?jī)?nèi)的氮要被氦代替，以避免氧中毒及氮麻醉的征狀。氦的沸點(diǎn)最低，是所有氣體中最難液化的，所以還可被用于超低溫技術(shù)。另外，溫度在2.2K以上的液氦是一種正常液態(tài)，但在2.2K以下的液氦則是一種超流體，具有超導(dǎo)性、低粘滯性等許多反常性質(zhì)，液氦常用于低溫研究和核反應(yīng)堆冷卻劑，并且對(duì)于研究和驗(yàn)證量子理論很有意義。氡可用于預(yù)測(cè)地震，或用于大氣遷移研究以及石油和鈾的勘探。
安全事宜
若將氦氣作為液體運(yùn)輸時(shí)，它的溫度會(huì)非常低，甚至?xí)唐渌麣怏w。
若與液氮接觸會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的凍傷。因此，要避免與液氮的直接接觸，如果不可避免，需要配戴防凍工具。
裝有氬的容器長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫中會(huì)導(dǎo)致其劇烈破裂。如果將氬氣液化，溫度極低的液體與冷水接觸可能會(huì)導(dǎo)致劇烈沸騰，若水是熱的，則可能發(fā)生液體“過(guò)熱”爆炸，此時(shí)應(yīng)該用冷水冷卻。與密閉容器中的水接觸可能會(huì)導(dǎo)致較大的壓力。此外，由于氬氣比空氣重，在密閉空間中可能積聚在較低的空間中，將會(huì)導(dǎo)致缺氧。
氪蒸氣濃度過(guò)高時(shí)可能會(huì)引起頭暈或窒息。
氡因?yàn)槠浔旧硪约白芋w衰變產(chǎn)生的a粒子有輻射，會(huì)破壞人體的器官和組織，從而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。
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