惰性气体有什么用途

[07-23 18:43:23]   来源：http://www.wenxue9.com  物理化学   阅读：8870次

概要： 前面我们说到了惰性气体的性质，那么这些特殊的性质会决定他们的那些用途呢？ (1)He：可用作安全气球或飞船，与氧混合供潜水用，可防止潜水夫病，也可作保护气。*在油井中所产天然气含2%，为工业用的主要来源。制备法：将天然气压缩及冷却而液化，He难液化而分离。(2)Ne：在真空放电管中发生红色光，用於广告灯。 在电工用具试电笔中也存在氖管氖或氖泡,试电笔测试时如果氖泡发光，说明导线有电，或者为通路的火线。(3)Ar：填充灯泡保护钨丝。一般还做为焊接的保护气,即氩弧焊(4)Kr,Xe：用在照相工业。Kr,Xe在真空放电管中，发出蓝色光。(5)Rn：为放射性气体，自然界中几乎不存在。但是在劣质装修材质中会有钍的杂质，从而衰变产生氡气。4.钝气化合物1962年加拿大巴勒特发现了第一种钝气化合物—Xe之氟化物，接著有数百种Kr、Xe的化合物相继合成成功(如XeF2、KrF2)，而传统的”惰性气体不能形成化合物”的观念需加以修正，惰性气体只是不活泼而已。所以，现在已经不称其为“惰性气体”，而改称为“稀

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前面我们说到了惰性气体的性质，那么这些特殊的性质会决定他们的那些用途呢？

　   (1)He：可用作安全气球或飞船，与氧混合供潜水用，可防止潜水夫病，也可作保护气。

　　*在油井中所产天然气含2%，为工业用的主要来源。

　　制备法：将天然气压缩及冷却而液化，He难液化而分离。

　　(2)Ne：在真空放电管中发生红色光，用於广告灯。 在电工用具试电笔中也存在氖管氖

　　或氖泡,试电笔测试时如果氖泡发光，说明导线有电，或者为通路的火线。

　　(3)Ar：填充灯泡保护钨丝。一般还做为焊接的保护气,即氩弧焊

　　(4)Kr,Xe：用在照相工业。Kr,Xe在真空放电管中，发出蓝色光。

　　(5)Rn：为放射性气体，自然界中几乎不存在。但是在劣质装修材质中会有钍的杂质，从而衰变产生氡气。

　　4.钝气化合物

　　1962年加拿大巴勒特发现了第一种钝气化合物—Xe之氟化物，接著有数百种Kr、Xe的化合物相继合成成功(如XeF2、KrF2)，而传统的”惰性气体不能形成化合物”的观念需加以修正，惰性气体只是不活泼而已。所以，现在已经不称其为“惰性气体”，而改称为“稀有气体”了。、

　首先被发现的惰性气体是氩，1894年就被探测到。它也是最常见的惰性气体，占大气总量的1%。其他惰性气体几年之后才被发现，它们在地球上的含量很少。当一个原子向另一个原子转移电子或与另一个原子共享电子时，它们便相互化合了。惰性气体不愿这么做，其原因是它们的原子中的电子分布得非常匀称，要想改变其位置就需要输入很大的能量，这种情况是不大可能发生的。

　　较大的惰性气体原子，例如氡，它的最外层的电子（参与化合反应者）与原子核离得较远。因此，外层电子与原子核之间的吸引力相对来说比较弱。由于这一原因，氡是惰性气体中惰性最弱的，只要化学家创造出合适的条件，也最容易迫使氡参与化合反应。

　　较小的惰性气体原子，其最外层电子离原子核比较近。这些电子被抓得比较牢固，使其原子难以与其他原子发生化合反应。

　　事实上，化学家已经迫使原子比较大的惰性气体——氪、氙、氡，与氟和氧那样的原子进行化合，氟与氧特别喜欢接受其他原子的电子。原子更小一些的惰性气体——氦、氖、氩——已经小到惰性十足的程度，迄今为止任何化学家都无法使它们参与化合反应。

　　原子最小的惰性气体是氦。在所有各类元素中，它是最不喜欢参与化合反应的，也是惰性最强的元素。甚至氦原子本身之间也极不愿意结合，因而直到温度降到4K时，才能变成液态。液态氦是能够存在的温度最低的液体，它对于科学家研究低温是至关重要的。

　　氦在大气中只有微量的存在，不过当像铀与钍这样的放射性元素衰变时，也能生成氦。这种积聚过程发生在地下，因而在一些油井中能产生氦。这种资源很有限，不过至今尚未耗尽。 www.wenxue9.com   

　　每个氦原子只有两个电子，它被氦原子核束缚得如此之紧，以至要想抓走其中的一个电子，比之任何其他原子而言，要付出更多的能量。面对这样紧的束缚，那么是否能使氦原子放弃一个电子，或与其他原子共享一个电子，从而产生化合反应呢？

　　为了计算电子的行为，化学家采用了一种被称为“量子力学”的数学体系，这是在20世纪20年代创立的。化学家科克把它的原理应用到对氦的研究中。比如．假设一个铍原子（有四个电子）与一个氧原子（有八个电子）进行化合反应。在化合过程中，铍原子交出两个电子给氧原子，从而使它们结合在一起。氙用量子力学进行计算的结果表明，铍原子中背对着氧原子的那一侧电子出现的几率非常小。

　　根据量子力学方程，如果一个氦原子参与进来。它就会与铍原子上电子出现几率非常小的那一侧共享两个电子，从而形成氦-铍-氧的化合物。

　　迄今为止，还没有其他原子化合反应能够产生俘获氦原子的条件，而且即便是氦-铍-氧，也只有在足以使空气液化的温度条件下，或许能结合在一起。现在对于化学家来说，必须对在极低温度条件下的物质进行研究，看看是否真能够通过实践证实理论，迫使氦参与化合反应，从而打垮这种惰性最强的元素

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