自從1962年巴特列第一次制得含有化學鍵的稀有氣體化合物鉑酸后，各種各樣的稀有氣體化合物被相繼制得，在人類的生產生活中發揮著重要作用。
2017年，中國學者成功制得氦化合物Na2He，自此元素周期表（除半衰期極短的人工合成元素）的最后一個元素也被攻破，完成了這一跨世紀的普世壯舉。歷史將銘記他們！
簡介
稀有氣體化合物指含有稀有氣體元素的化合物。由于稀有氣體元素原子外層為閉殼結構，化學性質不活潑，因此它們化合物的制備頗費了一些周折。
廣義上看，稀有氣體化合物可以包括稀有氣體元素形成的眾多包合物和水合物，但現在一般認為1962年得的六氟合鉑酸氙是最早制得的稀有氣體化合物，因為它的成功合成不僅意味著稀有氣體元素有可能形成化合物，而且極大推動了對稀有氣體化合物的系統研究。氙的眾多簡單化合物也是在此不久之后發現的。
歷史
稀有氣體是第18族的元素，共包括氦、、、、氙和、以及最新合成的Uuo共七個。所有的稀有氣體元素外層s和p軌道都填充滿了電子，氦有兩個外層電子，其它的都為8個。它們的電離能很高，電子親合能幾乎為零，生成化合物的傾向很小。因此直到20世紀，化學家都認為稀有氣體化合物不存在，并將這些元素稱為“惰性氣體”。
然而，鮑林在1933年時預測，原子序數較大的稀有氣體元素有可能與氟和氧生成化合物。他預言了六氟化氪和六氟化氙（XeF6）的存在，提出八氟化氙可能是個不穩定的化合物，以及氙酸會以高氙酸鹽的形式成鹽。
現在看來，這些預測相當準確，只是八氟化氙這個化合物不僅在熱力學不穩定，而且在動力學上也不穩定。2006年時仍未制得。
相比而言，原子序數較大的稀有氣體元素具有更多的電子層，因此內層電子對最外層電子的屏蔽效應致使其電離能減小，可能小到能與電負性強的元素（氟和氧）形成穩定化合物的地步。
1962年之前
在1962年以前，唯一可以分離出來的稀有氣體化合物都是包合物，包括水合包合物。其它則是只有在光譜中才可觀測到的配位化合物。
包合物
稀有氣體包合物在近幾十年曾被廣泛研究過，它們由于有可能用于儲存稀有氣體而引起了人們的興趣。在這些包合物中，稀有氣體原子基本上都是被包容在籠狀的主體分子中，即主體分子構成籠狀晶格，將稀有氣體包藏在籠中。能否形成包合物主要決定于主體分子和客體分子間的幾何因素是否合適。例如，氬、氪和氙可以與β-對苯二酚形成包合物，氦和氖卻因為體積太小而無法包合在內。
稀有氣體包合物中，研究較多的主體分子是水、氫、苯酚和氟代苯酚。
包合物可以用來從稀有氣體中分離出He和Ne，及運輸Ar、Kr和Xe。此類化合物亦可用作放射源，Kr的包合物是β粒子的安全來源，Xe的包合物則是γ射線的來源。
曾經一度認為諸如arBF3之類的配位化合物可在低溫下存在，但始終未經實驗驗證。并且，有報道稱化合物WHe2和HgHe2可由電子轟擊制得。然而最近的研究表明，它們并不是真正的化合物，He很有可能只是被金屬表面吸附。
水合物可由將稀有氣體壓入水中制得。有理論認為，強極性的水分子使稀有氣體原子產生誘導偶極，產生偶極-偶極作用力。因此原子序數較大的稀有氣體所形成的水合物，如Xe·6H2O，比原子序數小的稀有氣體元素形成的要更加穩定。但近年來對于這些化合物是否存在產生了疑問。
真正的稀有氣體化合物
1962年，巴特利特在研究無機氟化物時，發現強氧化性的六氟化鉑可將O2氧化為O2+。由于O2到O2+的電離能（1165 kJ 摩爾）與Xe到Xe的電離能相差不大（1170 kJ mol），因此他嘗試用PtF6氧化Xe。結果反應得到了橙黃色的固體。巴特利特認為它是六氟合鉑酸氙（Xe[PtF6]）。這是第一個制得的稀有氣體化合物。后期的實驗證明該化合物化學式并非如此簡單，包括XeFPtF6和XeFPt2F11。
在成功合成六氟合鉑酸氙，化學家又嘗試用類似的六氟化釕來氧化氙。結果發現除了生成Xe(RuF6)x外，還存在有氙和氟氣直接生成二元氙氟化物的副反應。因此克拉森（Howard Claassen）通過讓氙和氟在高溫下反應，成功合成了四氟化氙。
目前合成的稀有氣體化合物絕大多數都是氙的化合物，其中比較重要的包括：
氙氟化物——XeF2、XeF4、XeF6 氙的氟氧化物——Xe二氟化氧、XeOF4、XeO2F2、Xe臭氧F2、XeO2F4 氙氧化物——XeO3、XeO4 二氟化氙可由Xe和F2混合氣暴露在陽光下制得。但有趣的是，1960年代之前的半個世紀中，卻沒有人發現僅僅混合這兩種氣體就有可能發生反應。
氡可與氟反應生成二氟化氡，在固態時會發出黃色光。氪與氟反應得到二氟化氪。激發二聚體Xe2及稀有氣體鹵化物，如XeCl2都被用在準分子激光器中。目前唯一知道的氬化合物是HArF，于2000年制得。雖然2003年時有媒體報道ArF2的存在，但尚未證實。目前還沒有制得He和Ne的化合物。
最近制得了一大種類形式為XeOxY2的稀有氣體化合物，其中x = 1、2、3，Y是任何電負性強的基團，比如CF3、N(二氧化硫F)2或OTeF5。這類化合物范圍相當廣，可以有上千個之多，并且涉及氙和氧、氮、碳甚至金之間的化學鍵。一同報道的還有高氙酸、一些稀有氣體鹵化物和配位化合物。化合物Xe2Sb2F11中含有目前已知最長的化學鍵，其中的Xe–Xe鍵長308.71 pm。
稀有氣體原子可以被包覆在富勒烯分子中形成內嵌富勒烯。廣義上看，它們也屬于稀有氣體化合物的范疇。
富勒烯化合物
稀有氣體原子可以被包覆在富勒烯分子中，形成多種多樣的內嵌富勒烯型化合物。它們首先在1993年合成。用C60與He或Ne在3bar壓力下反應，得到的大約650000個富勒烯分子中，只有一個可以與稀有氣體原子形成包合物He@C60或Ne@C60；壓力增大至3000bar時，產率增至0.1%。
應用
稀有氣體化合物主要被用作氧化劑。這一類型的試劑包括：氙酸、高氙酸鹽、三氧化氙。它們被稱為所謂“綠色氧化劑”，所參與的反應中，最終還原產物是氣態的稀有氣體，不會干擾反應，而且比較容易分離。受氧化性影響，氙氟化物容易放出氟，是有機化學中比較新穎高效的氟化試劑，以二氟化氙的用途最廣。
由于氪和氙的放射性核素不易儲存，因此常將它們以相應化合物的形式來存放及使用。
參考資料 >