惰性气体

化学

2022

我们解释了什么是惰性气体、它们是如何被发现的、它们的用途、应用、其他特性和示例。

稀有气体如氦气由于其低反应性而非常安全。

什么是惰性气体?

化学, 被称为惰性气体或惰性气体的一组 化学元素 组成第 18 组 (VIIIA) 元素周期表 的元素。

它们的主要共同特征是化学反应性非常低,即形成的倾向低 分子化合物 与其他元素。事实上,稀有气体中只有一小部分化合物,不像大多数已知元素可以形成大量的 化合物.

在条件 温度压力 常见的惰性气体是 物质 单原子气态(即,由单个 原子)。他们中的许多人以不同的比例存在于 空气 集成了 大气层.

尽管它们的化学反应性低,或者有时是因为化学反应性低,但这些元素在 行业,并且通常是批量生产的。

稀有气体的发现

大多数稀有气体是在 19 世纪发现的,这是对稀有气体的研究的结果。 太阳 作者:Pierre Janssen(法国,1824-1907)和 Joseph Norman Lockyer(英国,1836-1920)。这些天文学家发现了氦,以希腊词(赫利俄斯) 为了他 星星.

惊喜在 特性 这个新元素的特性为寻找其他类似元素打开了大门。这就是从空气的化学研究中发现氪、氖和氩的方式。

19 世纪末,英国研究人员瑞利勋爵 (1842-1919) 和威廉·拉姆齐 (1852-1916) 假设惰性气体共同存在,并因此获得诺贝尔奖。 身体的 和化学。直到 20 世纪,这些气体的大规模工业生产才开始,因为它们的更多特性和用途被发现。

惰性气体特性

惰性气体如氩气可用于工业上的强大激光器。

一般来说,惰性气体具有以下特征:

  • 几乎没有或没有化学反应性,也就是说,它们不容易反应。这是因为它的最后一个电子层或能级总是满的。
  • 颜色,气味和味道。
  • 介绍 熔点沸腾 非常接近且非常低,几乎没有 10 ºC 的差异,所以它们几乎总是在 气态,虽然它们可以转化为 液体 仅在非常精确的温度范围内。
  • 在正常的压力和温度条件下(1atm 和 0 ºC.)表现为理想气体,也就是说,可以认为它们的 粒子 它们不相互作用并符合理想气体的状态方程:

在哪里:

    • P。 它代表气体的压力,以大气压 (atm) 或等效单位表示。
    • 五、 代表 体积 气体,以升 (L) 或等效单位表示。
    • n. 表示气体中物质的量,用单位表示 (摩尔)。
    • R。 它是理想的气体常数,值为 8.314 焦耳 / 摩尔开尔文 (J / mol K)。
    • T。 它代表气体的温度,以开尔文 (K) 或等效单位表示。
  • 就氦而言,它具有非常特殊的特性:它的熔点和沸点比任何已知物质都低,它是唯一具有超流动性的元素(一种不存在的流体状态) 粘度,即流动时无摩擦),不能转化为 坚硬的 在标准压力条件下。

为什么称它们为惰性气体?

最初,这些元素被称为“惰性气体”或“稀有气体”,因为当时认为它们是完全化学惰性的元素,因此在世界上非常罕见。 宇宙.结果证明这两个特征都是错误的。

现在首选“稀有气体”,翻译“埃德尔加斯”,化学家雨果·厄德曼(Hugo Erdmann,1862-1910)在1898年为他们施洗时所用的德语术语。厄德曼从“贵金属”如金中取名,其反应性非常适中。因此,正如黄金往往保持纯净并保持其高贵,这些气体也是如此。

惰性气体的用途和应用

各种稀有气体如氖可用于灯。

这些元素有许多用途 , 如:

  • 绝缘体由于它们的低反应性,可以使用它们来包含高反应性或危险的物质。
  • 低温制冷剂。通过提取过程 并减少 压力, 气体转化为液体,这些液体非常适合保存精密机械,如 磁铁 超导体或核磁共振设备。氦气广泛用于此目的。
  • 透气成分。与其他气体混合的氦气被用于宇航员和潜水员的水箱中,因为它可以减少所谓的“深度病”的麻醉作用,这种病是由血液和组织中的高浓度气体引起的。由于氦气的溶解度差,因此不太可能通过 细胞膜.
  • 装满充气气球或飞艇。氦气可用于给气球充气,因为它比空气轻且非常安全,是高度易燃的氢气的完美替代品。
  • 照明。可以使用氖、氙、氩和氪并用白炽灯泡填充以产生特定颜色的 ,在我们通常所说的“霓虹灯”中。
  • 制造激光。它们通常用于手术或工业程序。

惰性气体的例子

惰性气体只有七种:

  • 氦气(He)。它是已知宇宙中第二丰富的元素。获得它的方法之一是作为核心氢聚变反应的产物 星星.它具有吸入时会改变人声并且比空气轻得多的特性。
  • 氖(氖)。已知宇宙中的另一种丰富元素。它用于制造荧光灯,因为它使荧光灯呈现红色。它特别用于制造电视机。也广泛用于He-Ne激光器的生产。
  • 氩气(Ar)。作为我们呼吸的空气中常见的气体之一,它被广泛用作工业绝缘体和获得激光。
  • 氪(Kr)。它虽然是一种惰性气体,但能与氟和其他一些高电负性物质发生反应,它有六种稳定同位素和十七种放射性同位素。
  • 氙气 (Xe)。它是一种非常重的气体,仅在地球大气中微量存在。它是第一种人工合成的惰性气体。
  • 氡 (Rn)。镭或锕等元素放射性衰变的结果(因此以前称为 肌动蛋白),是一种稀有但具有放射性的气体,其最稳定的同位素最多可以持续 3.8 天,然后分解为钋 218。
  • 奥加内森(Og)。也叫 发散, ununoctium (Uuo) 或元素 118,这种神秘的惰性气体具有高放射性和合成来源,也就是说,它不存在于 自然.它于2002年被“发现”。
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