空氣的組成和成分.稀有氣體有哪些
目前,人們已能用實(shí)驗(yàn)方法精確地測定空氣的成分.
實(shí)驗(yàn)表明,空氣的成分按體積計(jì)算,大約是：氮?dú)?8%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質(zhì)0.03%.
稀有氣體包括 氦 、 氖 、 氬 、 氪 、 氙 、 氡 等6種元素,其原子的最外層電子構(gòu)型除氦為1s2(上標(biāo))外,其余均為穩(wěn)定的8電子構(gòu)型ns2np6(均為上標(biāo)).稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)很不活波,所以過去人們曾認(rèn)為他們與其他元素之間不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將他們列為周期表中的零族,并稱之為“惰性氣體”.然而正是這種絕對的概念束縛了人們的思想,阻礙了對稀有氣體化合物的研究.1962年,在加拿大工作的26歲的英國青年化學(xué)家N.Bartlett合成了第一個(gè)稀有氣體化合物Xe[PtF6](6為下標(biāo)),引起了化學(xué)界的很大興趣和重視.許多化學(xué)家競相開展這方面的工作,先后陸續(xù)合成了多種“稀有氣體化合物”,促進(jìn)了稀有氣體化學(xué)的發(fā)展.
稀有氣體,又稱作 惰性氣體 或貴氣體,是指元素周期表上的第18族元素(IUPAC新規(guī)定,即原來的0族),它們在常溫下全部是以單原子為分子的氣體.
包括氦、氖、氬、氪、氙、氡6個(gè)元素,屬周期系零族元素.曾稱惰性氣體.在稀有氣體發(fā)現(xiàn)的初期,認(rèn)為這6種元素在地殼中的含量很少,故稱為稀有氣體.根據(jù)現(xiàn)有資料,氬的含量并不稀少,而且在太陽中,氦是蘊(yùn)藏量僅次于氫的元素.因此,稀有氣體只能作為歷史名稱而被沿用下來.稀有氣體是19世紀(jì)末、20世紀(jì)初陸續(xù)由英國W.拉姆齊等從空氣中發(fā)現(xiàn)的.
空氣中約含1％（體積百分）稀有氣體,其中絕大部分是氬.稀有氣體都是無色、無臭、無味的,微溶于水,溶解度隨分子量的增加而增大.稀有氣體的分子都是由單原子組成的,它們的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很低,隨著原子量的增加,熔點(diǎn)和沸點(diǎn)增大.它們在低溫時(shí)都可以液化.稀有氣體原子的最外層電子結(jié)構(gòu)為ns2np6（氦為1s2）,是最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),因此,在通常條件下不與其他元素作用,長期以來被認(rèn)為是化學(xué)性質(zhì)極不活潑,不能形成化合物的惰性元素.直到1962年,英國化學(xué)家N.巴利特才利用強(qiáng)氧化劑PtF6與氙作用,制得了第一種惰性氣體的化合物XePtF6,以后又陸續(xù)合成了其他惰性氣體化合物,并將它的名稱改為稀有氣體.空氣是制取稀有氣體的主要原料,通過液態(tài)空氣分級(jí)蒸餾,可得稀有氣體混合物,再用活性炭低溫選擇吸附法,就可以將稀有氣體分離開來.
將城市的夜晚打扮得流光溢彩的是霓虹燈,這是一種氣體放電燈.在制作霓虹燈時(shí),首先將封裝有電極的細(xì)長玻璃管內(nèi)的氣體抽出,然后充入情性氣體（氦氣、氖氣、氮?dú)猓┗蛩y蒸氣.這樣,當(dāng)霓虹燈的電極被加上高電壓后,電極中的電子在電場的作用下逸出并撞擊氣體原子,大量的氣體原子被激發(fā)和電離,從而“充滿”能量.這些能量以光輻射射的形式被釋放,霓虹燈就會(huì)發(fā)出光了.
霓紅燈的顏色是由充入的氣體種類決定的：
霓虹燈放光顏色
所充氣體 光的顏色 所充氣體 光的顏色
He 白（帶藍(lán)綠色） O2 黃
Ne 紅 紫 空氣 桃紅
Ar 紅 H2O 薔薇色
Hg 綠 H2 薔薇色
K 黃 紅 Kr 黃 綠
Na 金 黃 Co 白
Na 黃 紅 Co2 灰 白