怎样讲解第18族（惰性气体）

第18族，惰性气体，是周期表里最适合考试的部分之一，因为关于这一族的几乎一切，都源自一个念头：填满的最外层。如果你能解释为什么填满的最外层让这些元素与众不同，你就能回答大多数关于这个课题的SPM题目。

这篇指南按照考官期待的顺序，给你推理、趋势和日常用途。

谁在第18族

惰性气体是氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)。它们位于周期表最右边的一列。

它们之中氩在空气里最丰富，约占大气的百分之一，而氡具有放射性且稀少。

关键念头：填满的最外层

看看它们的电子排列：氦是2，氖是2.8，氩是2.8.8。每一种惰性气体的最外层都被完全填满，氦达到稳定的双电子（duplet），其余达到稳定的八隅体（octet）。

这个填满的最外层是一个非常稳定、能量很低的排列。

因为最外层已经完整，惰性气体的原子没有得到、失去或共用电子的倾向。这一个事实就解释了它的全部性格：

• 它化学性质不活泼（惰性），不易形成化合物。
• 它不形成离子，因为没有增减电子的动机。
• 在一般情况下，它不与其他原子形成化学键。

为什么惰性气体是单原子气体

一道非常常见的试卷二题目会问：为什么惰性气体以单个原子存在。答案还是那个填满的最外层：因为每个原子本身已经稳定，就没有必要和另一个原子结合来变稳定。

所以惰性气体是单原子的，它们以个别的原子存在（He、Ne、Ar），而不是像O₂或Cl₂那样的分子。它们在室温下也都是气体，因为它们各个分离的原子之间的吸引力非常弱。

沿族向下的趋势

当你沿着第18族从氦往下到氡，会出现三个相互关联的趋势，值得准确地表述：

• 原子半径增大，因为每一种元素都比上面那一种多一个被占用的电子层。
• 沸点和熔点升高。原子更大，原子之间微弱的吸引力就变得更强，需要更多能量才能把它们分开。
• 密度增大，因为原子质量上升得比原子体积更快。

请注意，活泼性在这里不是一个有用的趋势，整族从上到下基本上都不活泼，而这正是它与你学过的其他族不同的地方。

为什么这一族对化学键很重要

第18族是整个化学键概念的参照点。当钠原子失去一个电子变成Na⁺（排列2.8），或氯原子得到一个电子变成Cl⁻（排列2.8.8）时，每一个都在设法达到惰性气体的稳定电子排列。

你在离子键和共价键里一再遇到的八隅体，不过就是「氖的排列」或「氩的排列」。所以，理解惰性气体为何稳定，正是让化学键说得通的关键，而不是让它感觉像一堆要死记的规则。

日常用途，以及为何性质相配

考官喜欢把惰性气体的用途和它的性质挂钩，所以要成对地记：

• 氦用来充填气象气球和飞艇。它比空气轻所以会浮起，而且不像氢那样易燃，因此更安全。它也用于深海潜水的呼吸混合气。
• 氖用于广告灯和招牌，当电流通过时发出明亮的红橙色光。
• 氩在灯丝灯泡内提供惰性气氛，使炽热的灯丝不会烧毁，也用作焊接时的保护气体，隔绝活泼的氧。
• 氪和氙用于某些专门的高强度灯。

在每一个例子里，那个有用的性质都直接追溯到「不活泼」：你使用惰性气体，正是因为它不会参与化学反应。

怎样组织一个满分答案

当题目要你解释惰性气体的某个性质时，照这条链走：先说出电子排列，指出填满的最外层（双电子或八隅体），说这让原子稳定，然后得出题目要的结论，惰性、单原子、或不形成离子。从电子排列往外搭建答案，正是把一分的猜测变成满分解释的办法。

如果这一族仍然像一堆零散的事实，通常意味着「填满最外层到稳定」这条联系还没落定，这是老师能很快帮你解决的事。你可以在我们的互动周期表上探索每个元素的排列；如果你想让这套推理针对你自己的薄弱之处来教，我们的在线一对一课程以英文进行，每小时RM50起，并提供一小时付费试课；请看课程怎么运作。