稀有气体的研究过程及其在行业中的作用

在化学内,有无数可能彼此相关或彼此不相关的元素。 有金属,非金属,镧系元素和act系元素,过渡金属和碱土; 当然我们有 化学元素之一 在化学课上,我们很少关注谁,而在我们的生活中继续关注的人则少得多。 我说的当然是稀有气体。

这些元素在环境中极为罕见,因此我们无法进行过多分析。 在这里,我们将了解稀有气体的历史,它们的用途和性质以及其他好奇心。 留在这里,学习有关稀有气体的最酷的知识。

让我们了解气体

它们是一组性质彼此非常相似的化合物。 例如,在正常条件下,它们是无色,无味的单原子气体,并且化学反应性非常低。 它们位于元素周期表的第18组,并且被称为: 氦气,氖气,氙气,氩气,K气;放射性:Rad;合成气:Oganeson。

它的性质可以用关于原子结构的现有现代理论来解释。 它们的价电子壳被认为是完整的,这使它们参与化学反应的趋势有限,这也是人们对其了解程度不高的原因之一。 实际上,迄今为止,几乎没有制备稀有气体化合物。

我们从哪里得到稀有气体?

我们使用分馏和液化方法从空气中获取氖气,氩气,氙气和k气。 在天然气中发现了氦气 通常应该分开的地方。 ra是通过溶解在镭中的化合物的放射性衰变而获得的。

Oganeson是2002年创建的合成元素,并于2016年获得IUPAC命名法。它以反应性强和不稳定而著称,因此未做太多工作。

这些气体在照明,焊接和太空探索领域具有非常重要的用途。 Trimix是一种氦-氧-氮的溶液,用于使潜水员在深处不遭受氮的麻醉作用。 更重要的是, 在知道了氢气的可燃性危害之后, 在制造飞艇和热气球时,氦气代替了氦气。

这些气体的性质

稀有气体的名称来自德语翻译 爱德加斯,该名称在1898年由化学家Hugo Erdman首次使用。 用这个名字 试图参考低反应率 这些元素中。 实际上,这些是已知的最少反应性元素,以至于它们实际上是惰性或非反应性的。

这是因为它们具有完整的化合价壳,这使它们的电子释放能力低,并使它们的行为接近理想气体的行为。

通常,稀有气体具有不同的特性。

  • 它们是非金属元素:是气体,其构象中没有任何金属颗粒。 同时它们不能与其他金属反应。
  • 无色无味:尽管可以给予 灯泡和灯的颜色 这些电能是通过使用电力产生的,它们本来是无色无味的。
  • 它们具有完整的化合价层:氖,氙,氩,k和ra在其最后一个壳中具有八个电子。 就氦而言,它有两个电子。 这样,稀有气体具有完整的化合价壳。 因此,在正常情况下,这些元素不形成链接。
  • 它们以单原子气体形式存在:据了解,这些元素,即使原子上最大,也只有一个原子。
  • 它们实际上是无反应的:由于它们的全价且难以传递电子,因此实际上被认为是惰性的。
  • 它们导电并产生荧光尽管这些气体非常低,但它们能够导电,并且这样做时会发出磷光。
  • 它们的熔化和沸腾温度低这些稀有气体具有非常低的熔点和沸点。
  • 它们的电负性很低:这些元素的负电性很低
  • 它们具有高电离能:您的电离能实际上是您期间的最高能量。
  • 它们不易燃:即使由于易燃的氢气杯,在飞艇和气球的制造中也被氦气代替。

与反应性一样,它们的原子间力也很弱,这就是为什么它们的熔化和沸腾温度低的原因,并且它们在正常条件下都是单原子气体,包括原子质量更高的气体。

氦具有许多稀有气体或元素周期表上任何其他元素都没有的特性。 他的 熔点最低 在所有已知的元素中,除了是唯一具有超流动状态的元素之外,还包括其他元素。 一种物质处于液态但可以运行而又不损失动能的状态。 氦需要25atm的压力和-272ºC的温度才能固化。

它们完整的化合价壳也负责这些具有高电离能力(元素周期表中最高的)的气体。 而且不易形成离子,显示了其电子配置的稳定性。

电离能随着基团的减少而降低,这是因为原子半径增加并且价电子离原子核更远,因此对原子的吸引更少。 这导致尽管其周期最高,但仍有一些稀有气体 可比的电离能 到其他元素。 例如,氙的电离能与氧气的电离能相当。

这些气体的用途

由于具有如此低的沸点和熔点, 它们在制冷设备的制造中特别有用,并使它们也可用作低温制冷剂。

沸点为4,2K(-268,93ºC)的液氦用于制造超导磁体,例如用于磁共振成像和核磁共振的磁体。

液态霓虹灯虽然不能达到液态氦的低温,但由于它具有 冷却比液氦高40倍 比液态氢大三倍

由于氦气,氦气被用作可呼吸气体的成分来替代氮气 在液体中的溶解度低,尤其是脂质。 在有压力的情况下,例如水肺潜水,气体会吸收气体到血液和身体组织中,这会产生被称为深度病的麻醉作用。 由于其溶解度低,几乎没有氦进入细胞膜,这有助于减缓麻醉作用。

由于其低可燃性和轻便性,在1937年兴登堡(Hindenburg)灾难后,尽管浮力损失了8,6%,但氦气还是在燃料生产中代替了氢气。

这些气体由于具有导电性而被用于照明。 在白炽灯泡的制造中,使用氩气和氮气的混合物来填充它们。 氪 用于高性能灯泡例如具有更高色温和更高功效的卤素灯。

氙气通常用于氙气大灯,氙气大灯通过获得类似于日光的光谱,可用于电影放映机以及汽车大灯。

在医学上,氦气用于改善哮喘患者的呼吸舒适度。 氙气可用作麻醉剂 由于其在脂质中的高度溶解性,使其比通常的一氧化二氮更有效,并且由于易于被人体清除,因此恢复速度更快。

借助核磁共振进行的图像捕获使氙气与其他气体结合在一起。 radiation具有很高的放射性,只能以痕量使用,可用于放射治疗。

生产和丰富

可以得到稀有气体的数量和容易程度与它们的原子序数成反比。 因此,这些气体的丰度随着原子序数的增加而降低。

在宇宙中,氦气是第二容易获得的元素氢之后,质量百分比约为24%。 宇宙中大部分氦气是由原始核合成形成的,但由于氢参与恒星核合成(这一过程是由恒星演化过程中的核反应引起的),氦气的数量正在增加。

其余气体的获取并不十分丰富或简单。 例如,可以是 在岩石圈形成 通过镭的阿尔法衰变; 同时他 氙气发展了一种被称为“漏氙气理论”的理论 由于其在大气中的含量相对较低。

让我们谈谈每个

  • Helio公司: 由于它的低可燃性,并且由于它是第二容易获得的元素,因此它能够代替氢气作为填充气球和齐柏林飞艇的潜在元素,因为它们与火接触时不会爆炸。
  • :该气体,由于其荧光和与电接触时获得的红橙色调,被用于广告目的。 容易在霓虹灯中找到。 也可以使用其他颜色的霓虹灯管和灯,尽管实际上它们内部还有其他气体。
  • 氩气:该气体用于白炽灯,因为它在高温和高压条件下不会与灯丝发生反应。 在荧光灯管中,它会产生绿蓝色。 它也用于工业领域,以避免不必要的化学反应。
  • :它与其他气体一起在灯具的制造和制造中使用 机场照明,由于发出的红光的强度; 它也可以在电影院放映机中使用。 laser的使用在激光视网膜手术中也很有用。
  • :氙气的主要用途是精心制作具有杀菌特性的发光器; 发光管,照相闪光灯以及具有激发红宝石激光能力的荧光灯管。
  • :铀的放射性衰变产生这种气体。 因此,由于它具有很高的放射性,因此在日常生活中几乎没有应用。

反射 

虽然它们有些组成 在自然状态下很难获得 (除了氦气之外),并且由于它们会产生或几乎不与它们发生反应,因此稀有气体是我们可以看到甚至每天使用的重要化合物。

也许它们的使用仅限于特定领域,但这并不意味着它们完全没有用。 从用灯泡和灯为我们的房屋照明,到在冰箱中保存食物,再到 用于药物时可以挽救生命这些天然或合成的气体尚未显示出它们对我们的作用。 可以肯定的是,随着研究的进展,它的用途将会更大。


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  1.   哦哈那

    电离的能力是什么?
    及其脆弱性