稀有气体物理性质
空气中约含0.94%(体积百分)的稀有气体,其中绝大部分是氩气。
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的,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。
稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为 1s2),是最稳定的结构,因此,在通常
条件下不与其它元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰
性元素。
稀有气体的特性可以用现代的原子结构理论来解释:它们的最外电子层的电子已"满"(即已
达成八隅体状态),所以它们非常稳定,极少进行化学反应,至今只成功制备出几百种稀有
气体化合物。每种稀有气体的熔点和沸点十分接近,温度差距小于10 °C(18 °F),因此它
们仅在很小的温度范围内以液态存在。
经气体液化和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙,而氦气通常提取自天然气,氡气
则通常由镭化合物经放射性衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在照明设备、
焊接和太空探测。氦也会应用在深海潜水。如潜水深度大于55米,潜水员所用的压缩空气
瓶内的氮要被氦代替,以避免氧中毒及氮麻醉的征状。另一方面,由于氢气非常不稳定,
容易燃烧和爆炸,现今的飞艇及气球都采用氦气替代氢气。稀有气体在高压电场下除氦以
外,稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的,它们都具有稳定的8电
子构型。稀有气体的电子亲合势都接近于零,与其它元素相比较,它们都有很高的电离势
。因此,稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性
质很不活泼,不仅很难与其它元素化合,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(主要是色散力)。直到1962年,英国化学家N˙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,并将它的名称改为稀有气体。
空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用
活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。
18族包括氦、氖、氩、氪、氙和氡共六种元素,统称为稀有气体。
B. 氮气、各种稀有气体,CH4D的物理性质和化学性质
氮气和稀有气体都是不活波的气体,氮气密度与空气相近,氮气在医院有用,其中氦的沸点很低,用在医院的核磁共振检查中,甲烷是无色无味的气体,密度比空气小,与空气或氧气混合达到一定比例,遇到明火就发生爆炸。
C. 常见气体和稀有气体的化学物理性质
氧气氧化性强,可做助燃剂,不易溶于水,密度比空气略大,一般做航天事业的助燃物
二氧化碳不能燃烧,有时可做助燃剂,微溶于水,密度大于空气
一氧化碳可以燃烧,有时可做还原剂,有毒
氢气热值最大,燃烧产物是水,清洁无污染,有时也可做还原剂,一般做航天事业的燃料,易爆炸
稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡等6 种元素,又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族,因此亦称零族元素。
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),故得名“稀有气体”,历史上稀有气体曾被称为“惰性气体”,这是因为它们的原子最外层电子构型除氦为1s2(上标)外,其余均为8电子构型(ns2np6,均为上标),而这两种构型均为稳定的结构。因此,稀有气体的化学性质很不活泼,所以过去人们曾认为他们与其他元素之间不会发生化学反应,称之为“惰性气体”。然而正是这种绝对的概念束缚了人们的思想,阻碍了对稀有气体化合物的研究。1962年,在加拿大工作的26岁的英国青年化学家N.Bartlett合成了第一个稀有气体化合物Xe[PtF6](6为下标),引起了化学界的很大兴趣和重视。许多化学家竞相开展这方面的工作,先后陆续合成了多种“稀有气体化合物”,促进了稀有气体化学的发展。而“惰性气体”一名也不再符合事实,故改称稀有气体。
稀有气体的物理和化学性质
空气中约含1%(体积百分)稀有气体,其中绝大部分是氩。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的,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。稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为 1s2),是最稳定的结构,因此,在通常条件下不与其他元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰性元素。直到1962年,英国化学家N.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,并将它的名称改为稀有气体。
空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。
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(-273.15℃)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。
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。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。
作为麻醉剂,氙气在医学上很受重视。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%氙气和20%氧气组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。
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(-273.15℃)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。
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。
氦是除氢以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船或气球里,不会着火和发生爆炸。
氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸。探海潜水员不能用普通的空气呼吸,因为压强加大,气体的溶解度也加大,所以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。当潜水员上升体内逐渐恢复常压的时候,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”。氦在血液里的溶解度比氮小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通的空气,就不会发生以上的现象。
利用液态氦可获得接近绝对零度(-273.15℃)的低温。
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
D. 稀有气体的理化性质
空气中约含0.94%(体积百分)的稀有气体,其中绝大部分是氩气。
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的,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。
稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为 1s2),是最稳定的结构,因此,在通常条件下不与其它元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰性元素。
稀有气体的特性可以用现代的原子结构理论来解释:它们的最外电子层的电子已“满”(即已达成八隅体状态),所以它们非常稳定,极少进行化学反应,至今只成功制备出几百种稀有气体化合物。每种稀有气体的熔点和沸点十分接近,温度差距小于10 °C(18 °F),因此它们仅在很小的温度范围内以液态存在。
经气体液化和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙,而氦气通常提取自天然气,氡气则通常由镭化合物经放射性衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在照明设备、焊接和太空探测。氦也会应用在深海潜水。如潜水深度大于55米,潜水员所用的压缩空气瓶内的氮要被氦代替,以避免氧中毒及氮麻醉的征状。另一方面,由于氢气非常不稳定,容易燃烧和爆炸,现今的飞艇及气球都采用氦气替代氢气。
除氦以外,稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的,它们都具有稳定的8电子构型。稀有气体的电子亲合势都接近于零,与其它元素相比较,它们都有很高的电离势。因此,稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性质很不活泼,不仅很难与其它元素化合,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(主要是色散力)。直到1962年,英国化学家N˙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,并将它的名称改为稀有气体。
空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。
第0族包括氦、氖、氩、氪、氙和氡共六种元素,统称为稀有气体。
稀有气体元素的基本性质列于下表中。 性 质 He Ne Ar Kr Xe Rn 颜 色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 光谱颜色(放电管中) 粉红 红 蓝紫 蓝绿 亮白色 - 气体密度(g/L) 0.1785 0.9002 1.7809 3.708 5.851 9.73 熔点(K) 0.95 24.5 84.0 116.6 161.2 202.2 沸点(K) 4.25 27.3 87.5 120.3 166.1 208.2 溶解度(mol/L,293K) 13.8 14.7 37.9 73 110.9 - 临界温度(K) 5.25 44.45 153.15 210.65 289.75 377.65 气化热(kJ/mol) 0.09 1.8 6.3 9.7 13.7 18.0 *: 在2.6MPa下 性 质 He Ne Ar Kr Xe Rn 原子序数 2 10 18 36 54 86 原子量 4.00 20.18 39.95 83.80 131.3 222.0 价电子结构 1s 2s2p 3s3p 4s4p 5s5p 6s6p 原子(范得华)半径(pm) 122 160 191 198 - - 第Ⅰ电离势(kJ/mol) 2372 2081 1521 1351 1170 1037 第Ⅱ电离势(kJ/mol) 5250 3952 2666 2350 2046 - 恒压热容Cp(J/K·mol) 20.79 20.79 20.79 20.79 20.79 20.79 热容商Cp/Cν 1.65 1.64 1.66 1.69 1.67 -
E. 稀有气体的物理性质和化学性质
物理性质:高压电击穿后有颜色~具体的我不太记得了,反正氙气是白色的,还有一个是绿的,一个是紫的。
化学性质:惰性气体,化学性质稳定且基本上不与其他物质反应,有些可用作保护气。
F. 稀有气体作为霓虹灯的填充气是利用其物理性质为什么
从霓虹灯发出彩色光角度看是利用稀有气体的物理性质,
对于稀有气体原子核外不同电子层上的电子有不同的能级结构,当电子在不同能级上跃迁时就会发光,而原子在特定的两个能级间的跃迁发出的光是同频率的因此会有相同的颜色 霓虹灯是借助电极发出的高速电子的轰击来达到这一目的的。由于电子的跃迁释放出一定频率的光子,而非发生了化学反应
对白质灯泡从保护灯丝的角度看,是利用稀有气体化学性质稳定性.
稀有气体的化学性质稳定,在高温下或外加电流的条件下都不易与钨丝发生反应,其作用就是保护钨丝
G. 稀有气体用于电光源,是利用其化学性质还是物理性质
稀有气体用于电光源,是利用其物理性质
稀有气体用于电光源是利用了通电时它们会发出不同颜色的有色光,这一变化过程中无新物质生成,为物理变化,该过程中表现出来的性质为物理性质。
H. 稀有气体具有什么物理性质能填充霓虹灯
稀有气体的化学性质都不活泼,所以呢利用这一性质(稳定性)常常把他们用作填充灯泡的气体。
I. 稀有气体的物理性质化学性质用途是混合物吗
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,又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族,因此亦称零族元素。稀有气体单质都是由单个原子构成的分子组成的,所以其固态时都是分子晶体。