W skład grupy 18-tej zwanej helowcami lub gazami szlachetnymi, wchodzą: hel, neon, argon, krypton, ksenon, radon oraz oganeson ( Rys. 1 ).

Do 1984 roku nie wiedziano o ich istnieniu, wtedy to Reyleigh zauważył, że czysty azot otrzymany z rozkładu związków ma mniejszą gęstość ( \( 1,2505 g/dm^3 \)), niż azot otrzymany z powietrza przez oddzielenie \( O_2 \), \( CO_2 \) i \( H_2O \) ( \( 1,2572 g/dm^3 \)). Po usunięciu z tej mieszaniny azotu, pozostał całkowicie nieaktywny gaz, który nazwano argonem od greckiego słowa argos (leniwy). Później wykryto w powietrzu także inne gazy szlachetne. Tabela 1 podaje najważniejsze dane dotyczące helowców.

Występowanie i otrzymywanie

Hel stanowi ok. 23 \( \% \) masy wszystkich pierwiastków we Wszechświecie i na Słońcu. Hel, neon, argon i ksenon występują w niewielkich ilościach w powietrzu ( Tabela 2 ).

Podstawowym sposobem otrzymywania helowców jest destylacja frakcyjna powietrza oraz termochromatografia [1]. Krypton i radon są produktami rozpadu promieniotwórczego uranu i toru, towarzyszą zwykle złożom rud tych metali, dzięki czemu można te złoża stosunkowo łatwo wykrywać.
W niezbyt masywnych gwiazdach ciągu głównego, takich jak Słońce, podstawową reakcją jest synteza jądra helu z wodoru. Ciąg reakcji jądrowych zwany jest cyklem wodorowym. W pojedynczym cyklu tworzenia 1 jądra helu z 4 protonów emitowane jest 26,7 MeV energii i jest to główne źródło energii gwiazd. Część energii jest tracona przez uchodzące neutrina (1,6 MeV). Synteza helu jest także główną reakcją termojądrową zachodzącą np. w bombie neutronowej. Siła jej wybuchu jest stosunkowo niewielka, tak jak skażenie promieniotwórcze terenu. Czynnikiem niszczącym jest promieniowanie neutronowe, zabójcze dla żywych organizmów (zob. Reakcja termojądrowa).

Właściwości fizyczne

Helowce są bezbarwnymi gazami bez smaku i zapachu.
Skroplony hel występuje w dwóch odmianach: hel I – wykazujący cechy zwykłej cieczy oraz hel II (poniżej temp. 2,17K, pod ciśnieniem 5000 Pa) o lepkości 1000 razy mniejszej od lepkości wodoru (stan nadciekły) [2].
Podczas przepuszczania wyładowań elektrycznych przez rozrzedzone gazy emitują one charakterystyczne barwne światło, np. He – żółte, Ne – czerwone ( Rys. 2 ).

Właściwości chemiczne

Pierwiastki grupy 18-tej posiadają komplet elektronów na powłoce walencyjnej, co skutkuje najniższą możliwą energią. W związku z czym, nie wchodzą w reakcje, ponieważ nie mają potrzeby obniżenia energii. Najmniej aktywnym pierwiastkiem chemicznym jest hel.
Pierwszym związek jednego z helowców – ksenonu otrzymano w 1962 roku. Był to heksafluoroplatynian ksenonu \( XePtF_6 \), powstający w reakcji \( Xe \) z \( PtF_6 \):

Tetrafluorek ksenonu \( XeF_4 \) otrzymano przez ogrzewanie mieszaniny ksenonu i fluoru.
Znanych jest około 40 związków ksenonu, kryptonu i radonu.

Informacja dodatkowa 1: Zastosowanie

Do niedawna gazy szlachetne służyły przede wszystkim do napełniania żarówek wolframowych oraz produkcji napisów świetlnych – neonów ( Rys. 3 ).

Rysunek 3: Neon na nieistniejącym już kinie Wanda w Krakowie przy ulicy Gertrudy.

Obecnie stosuje się je do prowadzenia reakcji wymagających obojętnych warunków oraz spieniania tworzyw sztucznych. Żaden z nich nie uczestniczy w procesach biologicznych, dlatego często używa się ich jako obojętnych gazów zapobiegających starzeniu się materiałów pochodzenia organicznego.
Hel, ze względu na niską rozpuszczalność w osoczu krwi, używany jest jako składnik mieszanki do oddychania w głębokim nurkowaniu.

Hel dostarczony do płuc powoduje zmianę wysokości głosu, ponieważ częstość drgań strun głosowych w komorze rezonansowej, jaką jest krtań, zależy od gęstości ośrodka, w którym te drgania zachodzą (prędkość dźwięku w helu jest ok. 3 razy większa niż w powietrzu). Wdychanie większych ilości helu może prowadzić do utraty przytomności, a nawet śmierci [3].