惰性气体的化学属性

【初中化学】初中化学知识点：稀有气体的性质和用途

定义及化学式:

1.稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，过去人们认为这些气体不跟其他物质发生反应，故又称它们为“惰性气体”。

2.名称及化学式：氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）。

稀有气体的性质和用途:

1.

物理性质：

稀有气体都是没有颜色，没有气味的其他，难溶于水。

2.

化学性质：

极不活泼，一般不与其他物质发生反应。

3.

用途：

①做保护气，如焊接金属的时候用稀有气体来隔绝空气；灯泡内充入稀有气体使灯泡耐用。

②做电光源，稀有气体在通电时能发出不能颜色的光。

③氦气用于制造低温环境。

④氙气可用于医疗麻醉。

⑤用于激光技术等。

稀有气体与电光源：

氖和氩可用在霓虹灯里。在细长的玻璃管中充入稀薄的气体，电极装在玻璃管的两端，放电时产生色光。灯光的颜色跟灯管内填充气体种类和气压有关，跟玻璃管的颜色也有关。

灯色 气体

玻璃管的颜色

大红

氖

无

深红

氖

淡红

金黄

氦

淡红

蓝

体积分数：氩80%，氖20%

淡蓝

绿

体积分数：氩80%，氖20%

淡黄

紫

体积分数：氩50%，氖50%

无

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为什么把惰性气体改称稀有气体

1991年，全国自然科学名词审定员会公布的《化学名词》中正式规定，把惰性气体改称为稀有气体。其理由在于惰性气体的“惰性”是相对的。那个地点的“惰性”指的是惰性气体差不多上由最外层有八个电子（氦最外层两个电子已排满）的稳固结构的单原子构成。因此，长期以来人们一直认为惰性气体不可能与其它物质反应生成化合物。但事实并非如此，1962年英国化学家巴特利特（Bartlett）通过实验，得到了惰性气体的第一个化合物六氟铂酸氙（XePtF6）。以后人们又连续制得了二氟化氙、四氟化氙、二氟化氪等等。但到现在为止，还没有制得氩、氖、氦的化合物，人们对稀有气体的研究还在连续进行。尽管稀有气体专门不爽朗，然而，它们依旧在工业、医学、尖端科学及日常生活中发挥着它们的特长：

1.利用稀有气体极不爽朗的化学性质，在生产中做爱护气。例如，在电灯泡内充入氮氩混合气体可减少钨丝的损坏，延长灯泡的使用寿命。除此以外，在半导体工业、原子反应堆的机械加工中以及制造飞机、火箭等工艺中都需用稀有气体做爱护气。

2.利用稀有气体在通电时会发出有色光的性质，在电光源中有专门的应用。例如，五光十色的霓红灯确实是充入了不同比例的氖气、氩气、氦气的缘故。氖灯透雾性强，用于做码头、机场的灯标；氙灯发光强度高，被誉为“人造小太阳”。

3.氦气代替氢气填充气球或飞艇可不能发生爆炸。

4.用稀有气体制成多种混合气体激光器，应用于测量和通讯。

5.用氦气代替氮气跟氧气混合成“人造空气”供潜水员呼吸，可不能发生“气塞症”。

6.医学上应用氙气做麻醉剂。

稀有气体的应用十分广泛，人们还在不断研究探究，相信稀有气体还会发挥出更大作用。

惰性气体

我们在地球上所见到的一切东西都是由元素化合而成的，而有些元素与其他元素相比，显得不大愿意参与化合反应。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、排他不易与其他物质发生反应的特性有关）。现又称稀有气体（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。

氮气的物理和化学性质

氮气（N2）是一种无色、无味、无毒的气体，在自然界中占据着空气的主要组成部分。它具有许多重要的物理和化学性质，对于人类的生活和工业生产有着广泛的应用。

首先，让我们来了解一下氮气的物理性质。氮气的密度约为空气的约0.97倍，因此相对于空气而言，氮气具有较轻的性质。它的沸点为-196℃，而冰点则稍微低于-210℃。这意味着在常温下，我们可以将氮气冷凝成液体或固体形式，这对于某些实验室或工业应用是至关重要的。

其次，让我们探讨一下氮气的化学性质。氮气是一种惰性气体，它在大多数化学反应中很少直接参与。这是因为氮气的氮原子之间的三重键异常稳定，所以需要较高的能量才能破裂这些键。而且，氮气分子中的两个氮原子之间的电子云密度非常均匀，使其在电子云不断重排的过程中非常不稳定。

然而，尽管氮气本身不太活泼，但它可以通过一些化学反应被转化为更有用的化合物。例如，氮气可以与氢气反应形成氨（NH3），这个反应被称为哈伯-博士过程。这是一种非常重要的工业化学反应，因为氨可以作为肥料、燃料和化学品的重要原料。此外，氮气还可以通过与氧气反应形成氮氧化物，例如一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。这些氮氧化物在大气中的化学反应中起着重要的作用，对于环境和空气质量具有重要意义。

此外，氮气还被广泛应用于许多工业和科学领域中。例如，在食品加工领域，氮气可以用作食物的保鲜剂，通过减少氧气的存在来延长食物的保质期。氮气还被用作空调和冷藏设备中的冷凝剂，以及气垫船和火箭中的推进剂。

此外，氮气还被广泛应用于医疗行业。它可以用于保护手术刀具和仪器的清洁，并可以用于调节患者的呼吸气体。氮气还可以用于冷冻和冷冻保存生物样本和组织，以保持其完整性。 总之，氮气是一种在自然界中丰富存在并具有多种应用的气体。它的物理和化学性质使得它在许多领域中都发挥着重要的作用。在未来，随着科学技术的不断发展，氮气的应用将会进一步拓展，为我们的生活和工业生产带来更多的益处。