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元素周期表中的新家族——稀有气体

少儿编程网2019-07-13 11:06:31儿童科普文章 人已围观 来源:科普中国

简介生活中,我们常常会看到很多小朋友手里拿着可爱的气球,可是如果一不小心气球没抓紧,就会飘到天上去。到底气球里充的是什么气体呢,竟然能飞上天空。难道是氢气?其实是氦气。氦气比空气轻,是一种无色、无臭的惰性气体,不像氢气那样易燃易爆,十分安全。     那氦气又是什么呢?氦气属于一种稀有气体。稀有气体是元素周期表上的0组元素,又叫惰性气体。稀有气体共有七种,它们是氦(He)、氖(Ne)、氩(A

生活中,我们常常会看到很多小朋友手里拿着可爱的气球,可是如果一不小心气球没抓紧,就会飘到天上去。到底气球里充的是什么气体呢,竟然能飞上天空。难道是氢气?其实是氦气。氦气比空气轻,是一种无色、无臭的惰性气体,不像氢气那样易燃易爆,十分安全。

那氦气又是什么呢?氦气属于一种稀有气体。稀有气体是元素周期表上的0组元素,又叫惰性气体。稀有气体共有七种,它们是氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)、气奥(Og),它们大约占空气总体积的1%。最早被发现的是氩,1894年就被探测到了,它同时也是最常见的惰性气体。其他惰性气体是后来才发现的,它们在地球上的含量都非常少。

稀有气体都是无色、无臭、无味的,微溶于水,溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成,它们的熔点和沸点都很低,随着原子量的增加,熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。由于稀有气体除氦的最外层电子是2个电子外,其他稀有气体最外层都是8个电子,其原子结构稳定,不易得到电子或者失去电子,不易发生化学反应。所以化学性质很不活泼,不仅很难与其他元素化合,而且自身也是以单原子分子的形式存在,原子之间仅存在着微弱的范德华力(分子间作用力,又称范德瓦尔斯力)。直到1962年,英国化学家巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用,制得了第一种惰性气体的化合物Xe(PtF6),以后又陆续合成了其他惰性气体化合物,这证明了“惰性气体”也可以在一定条件下和其他物质发生反应,而非以前认为的完全“惰性”,因此将它的名称改为“稀有气体”。

作为电子量最小的氦,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。每个氦原子只有两个电子,所以其惰性比其他的惰性气体要高出几倍,也是最不喜欢参与化合反应的稀有气体,这也是氦气常用于飞船或广告气球中充入气体的重要原因。又因为氦气密度比水小且稳定不可燃烧,可以代替氢气充汽艇,也可以利用氦气和氧气的混合物代替空气供潜水呼吸等。

随着工业生产和科学技术的发展,稀有气体越来越广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术以及日常生活里。比如氩气是目前工业上应用很广的稀有气体,它的性质十分不活泼,既不能燃烧,也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门,对特殊金属,例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢进行焊接时,往往用氩作为焊接保护气,防止焊接件被空气氧化或氮化。

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