Благородные газы образуют отдельную группу элементов в периодической таблице (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Они характеризуются высокой химической инертностью, низкой плотностью и моноатомной структурой в газовой фазе. Эти элементы обладают низкими температурами плавления и кипения, что обусловлено слабым взаимодействием между атомами (дисперсионные силы Лондона). С увеличением атомного номера наблюдается рост атомного радиуса, плотности, температуры плавления и кипения. Например, гелий остаётся жидким при температурах близких к абсолютному нулю, а радон — радиоактивный газ с высокой плотностью.
Благородные газы имеют полностью заполненные внешние электронные оболочки:
Полная заполненность внешней оболочки обеспечивает минимальную химическую активность, что проявляется в крайне низкой склонности к образованию соединений. Исключение составляют ксенон и радон, которые при определённых условиях способны образовывать соединения с фтором и кислородом.
Ксенон образует фториды (XeF₂, XeF₄, XeF₆) и оксиды (XeO₃, XeO₄). Фториды ксенона обладают высокой окислительной способностью и используются в синтезе редких соединений и как сильные фторирующие агенты. Оксиды ксенона стабильны при низких температурах, однако при нагревании разлагаются с выделением кислорода.
Радон образует соединения аналогично ксенону, в основном радоновые фториды (RnF₂) и оксиды. Из-за радиоактивности и кратковременного существования радона, практическое использование его соединений ограничено экспериментальными исследованиями.
С точки зрения теории валентных оболочек, устойчивость благородных газов обусловлена энергетически выгодной конфигурацией ns²np⁶. Реакционная способность появляется только при участии внешних, высокоэлектроотрицательных элементов (F, O), способных стабилизировать возбужденное состояние газа за счёт образования сильных ковалентных связей.
Радон (Rn) — единственный благородный газ с значительной радиоактивностью. Он образуется при распаде радия и урана, выделяясь в атмосферу и грунтовые воды. Радиоактивность радона требует строгого контроля в жилых и промышленных помещениях, так как его альфа-излучение повышает риск возникновения радиационных заболеваний лёгких.
Эти закономерности делают благородные газы уникальной группой элементов с высокой стабильностью, ограниченной химической активностью и широкой областью применения в науке и технике.