안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
헬륨이나 네온 같은 18족 비활성 기체가 다른 물질과 반응을 거의 하지 않는 이유는 원자의 가장 바깥쪽 전자 껍질에 전자가 모두 채워져 있어 매우 안정한 상태를 이루고 있기 때문입니다.
일반적으로 원자들은 안정적인 상태가 되려고 전자를 잃거나 얻어서 가장 바깥쪽 전자 껍질을 18족 원소와 같이 모두 채우려는 성질이 있습니다. 하지만 헬륨은 첫 번째 껍질에 최대 수용량인 전자 2개를 이미 채우고 있고, 네온이나 아르곤 등은 가장 바깥 껍질에 전자 8개를 가득 채우고 있습니다.
이처럼 비활성 기체는 다른 원소와 결합하지 않고도 이미 완벽한 전자 배치를 갖추고 있습니다. 따라서 전자를 주고받거나 공유할 필요가 없으며, 외부에서 전자를 떼어내거나 추가하기도 매우 어렵습니다. 결과적으로 비활성 기체는 원자 단독으로도 극도의 에너지적 안정성을 유지하므로 화학 반응을 거의 일으키지 않습니다. 곧 하나의 원자가 물질의 성질을 갖는 단원자 분자가 되는 것입니다.