什么是稀有气体以及它们的用途是什么？

大家一定都听说过金、铂、银等贵金属。但很少有人知道还有一种叫做惰性的气体。它们包括，例如：我们很容易将其与乡村集市气球联系起来的氦气或城市街道上无处不在的霓虹灯。

什么是稀有气体？重要信息
什么是稀有气体？它们被称为氦族气体（以元素氦命名），即低分子量的挥发性物质。如果您查看惰性气体的原子模型，您会立即注意到它们具有非常简单的单原子结构，并且不会形成大的簇或分子。

稀有气体的特点首先在于其轻质性和接近于零的反应性。这些元素在宇宙中以元素状态存在。另一方面，地球上它们的数量相对较少。它们大多是在实验室条件下和专门的生产工厂生产的。我们怎样才能获得稀有气体呢？为此，实验室技术人员采用了液化空气蒸馏的方法。

过去 200 年来发现了哪些稀有气体？这是一个简短的清单。在网络搜索引擎中搜索“元素周期表”，然后查看最后一列（第 18 列）。该组由 6 个元素组成：

氦气（He），
氖气（Ne），
氩气 (Ar),
氪 (Kr),
氙 (Xe) 和
氡气 (Rn)。

上述元素可以形成各种化合物、氧化物和含氧酸的一部分。

稀有气体的物理和化学性质
关于稀有气体的物理和化学性质，您应该了解哪些？毫无疑问，这些物质属于人们已知的最有价值、最有趣的元素。顾名思义，稀有气体具有挥发性物理状态并且比空气轻。氦族气体有哪些共同特征？这些要素是：

无臭无色，
轻的，
极难液化（氦的凝点为-268.93°C！）
它们在低温下熔化和沸腾。

惰性气体能溶于水吗 这些元素在水环境中难溶。

一个值得注意的问题是氦族气体的反应性。稀有气体具有化学活性还是不活性？有趣的是，它们不参与与其他元素的化学反应（因此它们是化学中性的）。气体越重，与其他分子反应的能力就越高。为什么稀有气体的化学活性不高？这是因为它们的价层包含全套成对电子，这会自动使其不可能形成新的电子对。全电子壳层的存在也解释了为什么稀有气体不具有电负性。它们很稳定，不吸引外部电子。

稀有气体及其电子排布
电子排布是不同元素的原子结构和电子在其壳层上的排列的记录。氦族气体的结构是什么？他们有一个极其简化的电子配置图——最简单的是氦气：1s2（字母 s 代表原子子壳层）。氙 (4d10 5s2 5p6) 或氩 (1s22s22p63s23p6) 和其他惰性气体具有更复杂的结构，具有多个壳层和不同数量的电子。

稀有气体的密度
关于气体的特性，我们不能忽视它们的密度。氦气是一种密度最低的惰性气体，为 0.1785 kg/m3，比空气轻约 7 倍！作为比较：氩气的密度为 1.635 kg/m3，氖气的密度为 0.824 kg/m3，氪气的密度为 3.430 kg/m3，氙气的密度为 5.396 kg/m3，氡气的密度为 9.078 kg/m3。指定的密度差异相当高，有助于稀有气体的多种应用。

稀有气体的颜色——稀有气体如何发光？
在互联网上，您经常会遇到这样的问题：惰性气体发出什么颜色的光？但您需要知道的是，惰性气体本身不会发出任何颜色。它们是无色的，不是吗？由于电脉冲而出现气体的阴影。随后氦气发出明亮的黄光，氖气发出橙色光，氩气发出蓝色光。当接触到电流时，氪会变成绿色，而氙会变成蓝色、白色或紫色。

稀有气体是否易燃并且可以导电吗？
稀有气体的关键化学特性之一是其不可燃性和缺乏电能传导性。因此，即使在具有高着火和/或火灾风险的工厂中，挥发性物质也是完全安全的。它们是热能的良好导体；它们发光但不燃烧；因此，它们在我们的日常生活中具有多种用途。

使用惰性气体：氩气、氦气和氖气
自 19 世纪以来，氦、氩和氖元素就一直令科学家和投资者着迷。人类一直在不断探索稀有气体的可能应用，而稀有气体是在20世纪才开始大规模使用的。你每天都会遇到 He、Ar 和 Ne 元素。它们包含在您使用的许多不同文章中 - 以下是对稀有气体用途的简短分析：

氦
您可能会将其与教区或乡村集市期间漂浮在空中的儿童气球联系起来 - 您这样做当然是对的，因为氦气是作为填充气球的气体出售的。它使五颜六色的气球飞得很高。还使用该元素：

为专业潜水员生产呼吸混合物，
在天然气生产中，
在冷却系统中，
在焊接工艺和
为齐柏林飞艇和乘客飞艇提供升力。
作为最轻的气体，氦气也在实验室中用作各种物质的载体。该元件还在工业中用于诊断装置、储罐等的泄漏。

氖
当您听到“霓虹灯”时，您的脑海中就会看到城市中发光的商店招牌或明亮的广告招牌。难怪，霓虹灯不仅是一种元素的名称，它还是一种由彩色管制成的电发光管（广告或装饰用管），自 20 世纪初就为人所知。关于霓虹灯的应用您应该了解哪些？现在主要用于生产：

照明（灯、灯泡）、
光电二极管，
激光和
电视机组件。

氩气
氩气是在 19 世纪末被发现的。目前，它被用于生产灯泡、节能窗户和半导体等。使用氩气，可以在包装或焊接等不同工艺过程中产生保护气氛。它在实验室和色谱方面也具有无价的价值；它可用于分离各种物质的过程。

稀有气体——氙、氪和氡的使用
氦族中的后续元素是：氙、氪和氡。这些稀有气体用在哪里？Xe、Kr 和 Rn 元素在工业和医学中的应用确实令人印象深刻。以下是这些气体应用的简要概述：

氙气用于生产汽车氙气灯、照相闪光灯、频闪仪；在医学上用作麻醉剂和克服体温过低影响的辅助剂。

氪主要用于填充重型灯泡，并可用于生产辉光管和玻璃装置（充当绝缘体）。

氡气：这种惰性气体主要用于放射治疗（癌症治疗）。

科学家和商界人士不断发现稀有气体的新特性和应用。对氦族气体进行了研究，事实证明，氦族气体对于医学、航空、汽车工业甚至星际运输具有无价的价值！轻质和惰性气体具有巨大的潜力，无疑是未来最有前途的原材料之一。

稀有气体：有趣的事实、事实和神话
在科学发展的时代，我们人类希望了解有关惰性气体的一切，以便我们能够充分利用它们的特性。人们对氦族气体的认识只有大约一百年，但它仍然是一些最神秘的元素。有哪些有趣的事实与惰性气体有关？关于氦族气体，您应该了解哪些事实和误解？查看以下内容：

氡气具有致癌性
在氦族中，氡是最重的气体，并且具有放射性。它天然存在于矿物质、土壤、水和岩石中，并从那里渗透到大气中。这种元素很容易被吸入人的肺部，因为几乎每栋建筑物中都含有少量的元素。根据波兰国家卫生监察局网站提供的信息，室内氡气允许浓度为300 Bq/m3/年。那么患肺癌的概率在哪里增加呢？它生长在通风不良、管道漏水或位于地质不稳定地区或靠近含铀岩石的建筑物中。

Oganesson 也属于氦族。
Oganesson（Og）是最新元素之一；它是20年前发现的。我们对此了解多少？该物质是通过合成获得的，原子序数为118。正式该元素于2016年才被列入元素周期表，但尚未被完全了解和研究。科学界暂时将其归类为惰性气体和超铀元素，即原子序数超过92的放射性元素。

氦气——改变人声的气体
为什么喝几口氦气会让你的声音变得面目全非？氦气使声音更快地离开声带。当您将这种惰性气体泵入肺部时，您开始用微小的声音说话，这让人想起婴儿或卡通人物的声音。显然，我们应该记住，氦气可能是无害的，但如果你将其吸入肺部太久，你可能会缺氧。