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什么是惰性气体?

2020-06-08 20:40 作者:赢德体育官方网站 点击:

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  氦(He)、氖2113(Ne)、氩(Ar)、氪5261(Kr)、氙(Xe)等气体,以”懒惰“出名,叫做4102惰性1653气体。

  年8月13日,英国化学家拉姆赛和物理学家瑞利在一次会议上报告,他们发现了一种性质奇特的新元素。这种元素以气体状态存在,对于任何最活泼的、作用力最强的物质,它都无动于衷,因此,给它取名叫氩,意思就是”懒惰“。之后,又发现了几种元素,也有类似的性质,它们像是元素中的”隐士“,从来不同其他元素进行化学反应。

  这究意是什么原因呢?原来,除了氦原子是以2个电子为稳定结构的以外,其他气体的原子最外层都有8个电子的稳定结构。那时的化学理论认为,具有这种结构的元素,是不能发生化学反应的。所以,化学家下结论说,惰性气体元素不可能形成化合物。

  年,英国年轻化学家巴特列特在进行铂族金属和氟反应的实验时,意外地得到了一种深红色的固体,经过分析才知道它是六氟铂酸氧的化合物(02PtF6),并从这个化合物中看到这样一个事实:已经达到8个电子稳定结构的氧分子居然能失去一个电子的,形成阳离子。而氧是很难失去电子的,它的第一电离能(即原子失去电子的困难程度)比氙的第一电离能还大些。那么,惰性元素氙是否也能形成阳离子呢?再说,六氟化铂是一种强氧化剂,如果让六氟化铂同氙作用,又会怎样呢巴特列特仿照合成六氟铂酸氧的条件和方法,在常温下把六氟化铂蒸气和过量氙气混合,结果得到了六氟铂酸氙的橙黄色固体。这是世界上第一个惰性气体化合物。之后,氙的氟化物、氯化物、氧化物也相继问世,现在,氟化氢、二氟化氩等惰性气体化合物已有数百种之多。

  惰性气体化合物的合成,给了科学家又一次启示:科学是无止境的,今天的真理,明天很可能变成谬误。只有勇于探索,才能永远站在真理一边。

  展开全部我们在地球上所见到的一切东2113西都是由元素化合而5261成的,而4102有些元素与其他元素相比,显得不大愿意参与1653化合反应。然而,在1988年年初,一位名叫W·科克(W. Koch)的美国化学家证明,即使最不合群的元素也可以诱使它参与化合反应。 最不喜欢结合的元素是一组被称作“惰性气体”的元素(“惰性”一词的英文原意是“高贵”,英文中惰性气体为“inert gas”或“noble gas”,“inert”意为“惰性的”,而“noble”意为“高贵的”。这些元素之所以被以此相称,是与它们孤傲、排他的特性有关)。也称稀有气体(rare gas),因为在地壳和大气层中含量很少,除氡外都可作为工业气体由空气分离而制得。通常具有化学惰性,但近年来已能制得氙、氪、氡的一些具有一定稳定性的化合物。

  惰性气体共有六种,按照原子量递增的顺序排列,依次是氦、氖、氩、氪、氙、氡。在通常情况下,它们不与其他元素化合,而仅以单个原子的形式存在。

  事实上,这些原子对于它们自己同类中的其他原子的存在也漠不关心,甚至不愿互相靠近到可以形成液体的程度,因而在常温下,它们都不会液化。它们全是气体,存在于大气之中。

  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。

  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。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!

  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。

  (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。

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