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在化學里什么氣體被稱為“懶氣”

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核心提示:是不是惰性氣體啊我們在地球上所見到的一切東西都是由元素化合而成的,而有些元素與其他元素相比,顯得不大愿意參與化合反應。然
是不是惰性氣體啊我們在地球上所見到的一切東西都是由元素化合而成的,而有些元素與其他元素相比,顯得不大愿意參與化合反應。然而,在1988年年初,一位名叫W&midDOt;科克(W. Koch)的美國化學家證明,即使最不合群的元素也可以誘使它參與化合反應。 最不喜歡結合的元素是一組被稱作“惰性氣體”的元素(“惰性”一詞的英文原意是“高貴”,英文中惰性氣體為“inert gas”或“noble gas”,“inert”意為“惰性的”,而“noble”意為“高貴的”。這些元素之所以被以此相稱,是與它們孤傲、排他不易與其他物質發生反應的特性有關)。現又稱稀有氣體(rare gas),因為在地殼和大氣層中含量很少,除氡外都可作為工業氣體由空氣分離而制得。通常具有化學惰性,但近年來已能制得氙、氪、氡的一些具有一定穩定性的化合物。
惰性氣體共有六種,按照原子量遞增的順序排列,依次是氦、氖、氬、氪、氙、氡。在通常情況下,它們不與其他元素化合,而僅以單個原子的形式存在。
事實上,這些原子對于它們自己同類中的其他原子的存在也漠不關心,甚至不愿互相靠近到可以形成液體的程度,因而在常溫下,它們都不會液化。它們全是氣體,存在于大氣之中。
首先被發現的惰性氣體是氬,1894年就被探測到。它也是最常見的惰性氣體,占大氣總量的1%。其他惰性氣體幾年之后才被發現,它們在地球上的含量很少。當一個原子向另一個原子轉移電子或與另一個原子共享電子時,它們便相互化合了。惰性氣體不愿這么做,其原因是它們的原子中的電子分布得非常勻稱,要想改變其位置就需要輸入很大的能量,這種情況是不大可能發生的。
較大的惰性氣體原子,例如氡,它的最外層的電子(參與化合反應者)與原子核離得較遠。因此,外層電子與原子核之間的吸引力相對來說比較弱。由于這一原因,氡是惰性氣體中惰性最弱的,只要化學家創造出合適的條件,也最容易迫使氡參與化合反應。
ECoration:underline; font-weight: 700;" title="<i></i> 美國英思科BZ1 四氣體監測儀 " target="_blank"> 美國英思科BZ1 四氣體監測儀 較小的惰性氣體原子,其最外層電子離原子核比較近。這些電子被抓得比較牢固,使其原子難以與其他原子發生化合反應。
事實上,化學家已經迫使原子比較大的惰性氣體——氪、氙、氡,與氟和氧那樣的原子進行化合,氟與氧特別喜歡接受其他原子的電子。原子更小一些的惰性氣體——氦、氖、氬——已經小到惰性十足的程度,迄今為止任何化學家都無法使它們參與化合反應。
原子最小的惰性氣體是氦。在所有各類元素中,它是最不喜歡參與化合反應的,也是惰性最強的元素。甚至氦原子本身之間也極不愿意結合,因而直到溫度降到4K時,才能變成液態。液態氦是能夠存在的溫度最低的液體,它對于科學家研究低溫是至關重要的。
四氣體監測儀 氦在大氣中只有微量的存在,不過當像鈾與釷這樣的放射性元素衰變時,也能生成氦。這種積聚過程發生在地下,因而在一些油井中能產生氦。這種資源很有限,不過至今尚未耗盡。
每個氦原子只有兩個電子,它被氦原子核束縛得如此之緊,以至要想抓走其中的一個電子,比之任何其他原子而言,要付出更多的能量。面對這樣緊的束縛,那么是否能使氦原子放棄一個電子,或與其他原子共享一個電子,從而產生化合反應呢?
為了計算電子的行為,化學家采用了一種被稱為“量子力學”的數學體系,這是在20世紀20年代創立的。化學家科克把它的原理應用到對氦的研究中。比如.假設一個鈹原子(有四個電子)與一個氧原子(有八個電子)進行化合反應。在化合過程中,鈹原子交出兩個電子給氧原子,從而使它們結合在一起。用量子力學進行計算的結果表明,鈹原子中背對著氧原子的那一側電子出現的幾率非常小。
根據量子力學方程,如果一個氦原子參與進來。它就會與鈹原子上電子出現幾率非常小的那一側共享兩個電子,從而形成氦-鈹-氧的化合物。
迄今為止,還沒有其他原子化合反應能夠產生俘獲氦原子的條件,而且即便是氦-鈹-氧,也只有在足以使空氣液化的溫度條件下,或許能結合在一起。現在對于化學家來說,必須對在極低溫度條件下的物質進行研究,看看是否真能夠通過實踐證實理論,迫使氦參與化合反應,從而打垮這種惰性最強的元素!
惰性氣體:又稱鈍氣、稀有氣體、貴重氣體
1.鈍氣包括:氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn),均為無色、無臭、氣態的單原子分子。周期表中為第0族(零族),外層電子已達飽和,活性極小。
2.一般通性:
(1)原子量、密度、熔點、沸點、原子半徑隨原子序增加而增加。
(2)游離能隨原子序增加而減少。
3.用途:
(1)He:可用作安全氣球或飛船,與氧混合供潛水用,可防止潛水夫病,也可作保護氣。
*在油井中所產天然氣含2%,為工業用的主要來源。
制備法:將天然氣壓縮及冷卻而液化,He難液化而分離。
(2)Ne:在真空放電管中發生紅色光,用於廣告燈。 在電工用具試電筆中也存在氖管
或氖泡,試電筆測試時如果氖泡發光,說明導線有電,或者為通路的火線。
(3)Ar:填充燈泡保護鎢絲。氣體一般還做為焊接的保護氣,即氬弧焊
(4)Kr,Xe:用在照相工業。Kr,Xe在真空放電管中,發出藍色光。
(5)Rn:為放射性氣體,自然界中幾乎不存在。但是在劣質裝修材質中會有釷的雜質,從而衰變產生氡氣。
4.鈍氣化合物
1962年加拿大巴勒特發現了第一種鈍氣化合物—Xe之氟化物,接著有數百種Kr、Xe的化合物相繼合成成功(如XeF2、KrF2),而傳統的”惰性氣體不能形成化合物”的觀念需加以修正,惰揮發性有機物性氣體只是不活潑而已。所以,現在已經不稱其為“惰性氣體”,而改稱為“稀有氣體”了。惰性氣體 還乃亞克西安東
美國英思科BZ1 四氣體監測儀
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