惰性气体就是稀有气体吗稀有气体有哪些应用

惰性气体就是稀有气体吗稀有气体有哪些应用,第1张

"惰性气体”一名也不符合事实,故改称稀有气体

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、尖端科学技术以至日常生活里。

利用稀有气体极不活动的化学性质,有的生产部门常用它们来作保护气。例如,在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属,以及制造半导体晶体管的过程中, 常用氩作保护气。原子能反应堆的核燃料钚,在空气里也会迅速氧化,也需要在氩气保护下进行机械加工。电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝氧化,以 延长灯泡的使用寿命。

稀有气体通电时会发光。世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的(霓虹灯的英文原意是“氖灯”)。氖灯射出的红光,在空气里透射力很强,可以穿过浓 雾。因此,氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上。灯管里充入氩气或氦气,通电时分别发出浅蓝色或淡红色光。有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气等四种气体(也有三种或两种的)的混合物。由于各种气体的相对含量不伺,便制得五光十色的各种霓虹灯。人们常用的荧光灯,是在灯管里充入少量水银和氩气,并 在内壁涂荧光物质(如卤磷酸钙)而制成的。通电时,管内因水银蒸气放电而产生紫外线,激发荧光物质,使它发出近似日光的可见光,所以又叫做日光灯。

利用稀有气体可以制成多种混合气体激光器。氦-氖激光器就是其中之一。氦氖混合气体被密封在一个特制的石英管中,在外界高频振荡器的激励下,混合气体的原子间发生非弹性碰撞,被激发的原子之间发生能量传递,进而产生电子跃迁,并发出与跃迁相对应的受激辐射波,近红外光。氦-氖激光器可应用于测量和通讯。

氦气是除了氢气以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船里,不会着火和发生爆炸。

液态氦的沸点为-269℃,是所有气体中最难液化的,利用液态氦可获得接近绝对零度(-27315℃)的超低温。氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸,因为在压强较大的深海里,用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升,体内逐渐恢复常压时,溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡, 对微血管起阻塞作用,引起“气塞症”。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气,就不会发生上述现象。温度在22K以上的液氦是一种正常液态,具有一般液体的通性。温度在22K以下的液氦则是一种超流体,具有许多反常的性质。例如具有超导性、低粘滞性等。它的粘度变得为氢气粘度的百分之一,并且这种液氦能沿着容器的内壁向上流动,再沿着容器的外壁往下慢慢流下来。这种现象对于研究和验证量子理论很有意义。

氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。利用这个原理,可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时,氩气受到宇宙射线的照射。照射得越厉害,氩气发生电离也越强烈。卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球,人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和 强度。

氪能吸收X射线,可用作X射线工作时的遮光材料。

氙灯还具有高度的紫外光辐射,可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里,引起细胞的麻醉和膨胀,从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用80%氙和20%氧组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。在原子能工业上,氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在。

氪、氙的同位素还被用来测量脑血流量等。

氡是自然界唯一的天然放射性气体,氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的氡子体,进入人体的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌。一般在劣质装修材料中的钍杂质会衰变释放氡气体,从而对人体造成伤害。体外辐射主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果,会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。

然而,氡也有着它的用途,将铍粉和氡密封在管子内,氡衰变时放出的α粒子与铍原子核进行核反应,产生的中子可用作实验室的中子源。氡还可用作气体示踪剂,用于检测管道泄漏和研究气体运动。

稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡以及不久前发现的Uuo7种元素,都可以在空气中分离出来的。

稀有气体的单质在常温下为气体,且除氩气外,其余几种在大气中含量很少(尤其是氦)

六种稀有气体元素是在1894-1900年间陆续被发现的。发现稀有气体的主要功绩应归于英国化学家莱姆赛(Ramsay W,1852-1916)。二百多年前,人们已经知道,空气里除了少量的水蒸气、二氧化碳外,其余的就是氧气和氮气。1785年,英国科学家卡文迪许在实验中发现,把不含水蒸气、二氧化碳的空气除去氧气和氮气后,仍有很少量的残余气体存在。这种现象在当时并没有 引起化学家的重视。一百多年后,英国物理学家雷利测定氮气的密度时,发现从空气里分离出来的氮气每升质量是12572克,而从含氮物质制得的氮气每升质量是12505克。经多次测定,两者质量相差仍然是几毫克。可贵的是雷利没有忽视这种微小的差异,他怀疑从空气分离出来的氮气里含有没被发现的较重的气体。于是,他查阅了卡文迪许过去写的资料,并重新做了实验。1894年,他在除掉空气里的氧气和氮气以后,得到了很少量的极不活泼的气体。与此同时,雷利的朋友、英国化学家拉姆塞用其它方法从空气里也得到了这样的气体。经过分析,判断该气体是一种新物质。由于这气体极不活泼,所以命名为氩(拉丁文原 意是“懒惰”)。以后几年里,拉姆塞等人又陆续从空气里发现了氦气、氖气(名称原意是“新的”意思)、氪气(名称原意是“隐藏”意思)和氙气(名称原意是“奇异”意思)。 氡是一种具有天然放射性的稀有气体,它是镭、钍和锕这些放射性元素在蜕变过程中的产物,因此,只有这些元素发现后才有可能发现氡。 1899年,英国物理学家欧文斯(Owens R B)和卢瑟福(Rutherford E,1871-1937)在研究钍的放射性时发现钍射气,即氡-220。1900年,德国人道恩(Dorn F E)在研究镭的放射性时发现镭射气,即氡-222。1902年,德国人吉赛尔(Giesel F O,1852-1927)在锕的化合物中发现锕射气,即氡-219。直到1908年,莱姆赛确定镭射气是一种新元素,和已发现的其它稀有气体一样,是一种化学惰性的稀有气体元素。其它两种射气,是它的同位素。1923年国际化学会议上命名这种新元素为radon,中文音译成氡,化学符号为Rn。

参考:>

惰性气体:又称钝气、稀有气体、贵重气体 [return]

1钝气包括:氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn),均为无色、无臭、气态的单原子分子周期表中为第18族(ⅧA族),外层电子已达饱和,活性极小

2一般通性:

(1)原子量、密度、熔点、沸点、原子半径随原子序增加而增加

(2)游离能随原子序增加而减少

3用途:

(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

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

(3)Ar:填充灯泡保护钨丝

(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

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

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、尖端科学技术以至日常生活里

利用稀有气体极不活动的化学性质,有的生产部门常用它们来作保护气例如,在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属,以及制造半导体晶体管的过程中,常用氩作保护气原子能反应堆的核燃料钚,在空气里也会迅速氧化,也需要在氩气保护下进行机械加工电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝氧化,以 延长灯泡的使用寿命

稀有气体通电时会发光世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的(霓虹灯的英文原意是“氖灯”)氖灯射出的红光,在空气里透射力很强,可以穿过浓 雾因此,氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上灯管里充入氩气或氦气,通电时分别发出浅蓝色或淡红色光有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气等四种气体(也有三种或两种的)的混合物由于各种气体的相对含量不伺,便制得五光十色的各种霓虹灯人们常用的荧光灯,是在灯管里充入少量水银和氩气,并 在内壁涂荧光物质(如卤磷酸钙)而制成的通电时,管内因水银蒸气放电而产生紫外线,激发荧光物质,使它发出近似日光的可见光,所以又叫做日光灯

利用稀有气体可以制成多种混合气体激光器氦-氖激光器就是其中之一氦氖混合气体被密封在一个特制的石英管中,在外界高频振荡器的激励下,混合气体的原子间发生非弹性碰撞,被激发的原子之间发生能量传递,进而产生电子跃迁,并发出与跃迁相对应的受激辐射波,近红外光氦-氖激光器可应用于测量和通讯

氦气是除了氢气以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船里,不会着火和发生爆炸

液态氦的沸点为-269℃,利用液态氦可获得接近绝对零度(-27315℃)的超低温氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸,因为在压强较大的深海里,用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里当潜水员从深海处上升,体内逐渐恢复常压时,溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡,对微血管起阻塞作用,引起“气塞症”氦气在血液里的溶解度比氮气小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气,就不会发生上述现象

氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离利用这个原理,可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器当人造卫星在宇宙空间飞行时,氩气受到宇宙射线的照射照射得越厉害,氩气发生电离也越强烈卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球,人们就可根据

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