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稀有气体

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[[File:稀有气体.jpg|450px|缩略图|右|[http://imgb7.photophoto.cn/20130916/huaxueyuansuzhouqibiao-23764797_3.jpg 原图链接][https://www.360kuai.com/pc/9fd19ef6e2b6ae1ba?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55 来自快资讯 的图片]]]
'''稀有气体''' ('''英語: noble gas''' ), 又称惰性气体、钝气、高贵气体,是指在[[元素周期表]]中同属第18[[族 (化学)|族]](旧称ⅧA族)的[[元素]]。它们性质相似,在[[常温常压]]下都是无色无味的单原子[[气体]],很难进行[[化学反应]]。天然存在的稀有气体有六种,即[[氦]](He)、[[氖]](Ne)、[[氩]](Ar)、[[氪]](Kr)、[[氙]](Xe)和具[[放射性]]的[[氡]](Rn)。而[[人工合成元素|人工合成]]的气奥(Og);气奥(Og)原子核非常不稳定,[[半衰期]]极短。根据[[元素周期律]],除了氖的反应活性最低外,其余惰性气体的反应活性随着[[原子序]]的增大而渐高,因此估计气奥(Og)应比氡更活泼,不过,理论计算显示,它可能会非常活泼,不一定能称为稀有气体。根据预测,和气奥(Og)同为第七周期的[[碳族元素]][[鈇]](Fl)反而能表现出稀有气体的性质。
稀有气体的特性可以用现代的[[原子|原子结构]]理论来解释:它们的最外[[电子层|电子层]]的[[电子]]已「满」(即已达成[[八隅体规则|八隅体]]状态),所以它们非常稳定,极少进行[[化学反应]],至今只成功制备出几百种[[稀有气体化合物]]。每种稀有气体的[[熔点]]和[[沸点]]十分接近,温度差距小于10 °C(18 °F),因此它们仅在很小的温度范围内以[[液体|液态]]存在。
经气体[[液化]]和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙,而氦气通常提取自[[天然气]],氡气则通常由[[镭]]化合物经[[放射性]]衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在[[照明]]设备、[[焊接]]和[[太空探测]] <ref>[https://www.docin.com/p-1167973283.html 什么是惰性气体],豆丁网</ref> 。氦也会应用在[[水肺潜水|深海潜水]]。如潜水深度大于55米,潜水员所用的压缩空气瓶内的[[氮]]要由氦代替,以避免[[氧中毒]]及[[氮醉|氮麻醉]]的征状。另一方面,由于[[氢]]气非常不稳定,容易燃烧和爆炸,现今的[[飞艇 (轻航空器)|飞艇]]及[[气球]]都采用氦气替代氢气。
==名称==
惰性气体在十九世纪被化学家发现以来,由于深入理解其性质而多次改名。最初称为稀有-{}-气体(rare gases),因为化学家认为它们很罕见。不过,这种说法只适用于其中部分气体,并非所有气体都很少见。例如氩气(Ar, argon)在地球大气层的含量占0.9%,胜过二氧化碳),只是需要借助人工合成的方式。故最后改称为noble gas。
在中文译名方面,两岸三地有着不同的称呼。中国大陆[[全国科学技术名词审定委员会|全国自然科学名词审定委员会]]于1991年公布的《化学名词》中正式规定「noble gases」称为稀有-{}-气体一词 <ref>[https://www.doc88.com/p-4374139812376.html 【精品】稀有气体知识点],道客巴巴</ref> ,而一般社会仍有使用惰性-{}-气体的称呼。而台湾方面,由[[国立编译馆]]的国家教育研究院建议常称「noble gases」为惰性-{}-气体,比较少用钝气(但审定高中化学课本统一使用钝气)、稀有-{}-气体等,然而最近也有被称为-{zh-cn:高贵气体;zh-tw:高贵气体; zh-hk:稀有气体;zh-sg:高贵气体}-。
==发现史==
[[File:稀有气体发现史.jpg|400px|缩略图|右|[https://file03.sg560.com/upimg01/2017/09/841894/Title/1122037384945120841894.jpg 原图链接][http://www.sg560.com/p18/2017-9-14/97212253.html 来自商国互联网 的图片]]] 1868年8月18日,[[皮埃尔·让森]]和[[约瑟夫·诺曼底·洛克伊尔]]在观测[[太阳]]的[[色球|色球层]]时,发现了一种[[发射光谱]]中有黄色谱线的物质,他们把该物质命名为“[[氦]]”({{lang-fr|hélium}}、{{lang-en|helium}}),该词源自希腊语ήλιος(ílios),意为“太阳”。在他们之前,英国化学及物理学家[[亨利·卡文迪什]]已经在1784年在空气中发现一种微量的物质,其化学反应活性比氮气还低。一个世纪之后的1895年,[[约翰·斯特拉特|瑞利勋爵]]比较了空气中分离出的氮气和化学反应所产生的氮气,发现它们的密度有所不同。瑞利勋爵与[[伦敦大学学院]]的科学家[[威廉·拉姆齐]]合作,推测从空气提取的“氮气”与另一气体混合物。此后,他们通过实验顺利地分离一种新的元素:[[氩]],此名称源自希腊语αργός(argós),意思为“不活跃”。由此发现,[[元素周期表]]上欠缺了一整类的气体。在寻找氩气期间,拉姆齐重复了[[美国|美国]]地质学家希尔布兰德的实验,即把[[钇铀矿]]放在[[硫酸]]中加热,他通过此法成功的分离出了氦气。1902年,[[德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫|德米特里·门捷列夫]]接受了氦和氩元素的发现,并这些稀有气体纳入他的元素排列之内,分类为第0族 <ref>[https://www.doc88.com/p-0468451566342.html 稀有气体的发现史],道客巴巴</ref> ,而元素周期表即从该排列演变而来。
拉姆齐继续使用[[分馏|分馏法]]把液态空气分离成不同的成分以寻找其他的稀有气体。他于1898年发现了三种新元素:[[氪]]、[[氖]]和[[氙]]。“氪”源自希腊语“κρυπτός(kruptós)”,意为“隐藏”;“氖”源自希腊语“νέος(néos)”,意为“新”;“氙”源自希腊语“ξένος(xénos)”,意为“陌生人”。[[氡]]气于1898年由[[弗里德里希·厄恩斯特·当]]发现,最初取名为[[镭]]放射物,但当时并未列为稀有气体。直到1904年才发现它的特性与其他稀有气体相似。[[瑞典皇家科学院]]主席西德布洛姆致词说:“即使前人未能确认该族中任何一个元素,却依然能发现一个新的元素族,这是在化学历史上独一无二的,对科学发展有本质上的特殊意义。”
<span class="dablink" style="font-size:smaller; padding-left:0em;">关于更多数据,参见[[稀有气体 (数据页)|稀有气体 (数据页)]]。</span></div>
 由于稀有气体无[[极性]]且[[分子量|相对分子质量]]较小,因而它们的[[分子间作用力]]非常弱,所以[[熔点]]和[[沸点]]非常低。它们在[[标准状况]]下都是[[单原子]]气体,甚至比一般固体元素[[原子量]]更大的氙、氡等也是这样。氦与其它稀有气体元素相比,具有一些独特的性质 <ref>[https://zhuanlan.zhihu.com/p/42470569 为什么氦如此重要?氦是150年前发现的],知乎</ref> :它的沸点和熔点低于其它任何已知的物质;它是唯一的一种表现出[[超流体|超流性]]的元素;它是唯一不能在标准状况下冷却凝固的元素——必须在0.95 K(−272.200℃)的温度施加25个[[标准大气压|大气压]](2,500 kPa)的[[压力]],才能使它凝固。到氙为止的稀有气体都有多个稳定的[[同位素]],氡和气奥(Og)则没有[[稳定同位素]]。氡寿命最长的同位素<sup>222</sup>Rn的[[半衰期]]只有3.8天,氡会衰变为氦和[[钋]],最终衰变产物则是[[铅]];而目前已知的气奥(Og)同位素的[[半衰期]]均以[[毫秒]]计。
稀有气体原子像大部分族中的原子一样,由于电子层数的增加,原子半径随着[[元素周期|周期]]的增加而增加。原子的大小与影响物质的许多性质。例如,[[电离能]]随着半径的增加而减少,因为较重的稀有气体中的价电子离[[原子核|核]]较远,因此更容易脱离原子核的束缚。稀有气体的电离能是每一个周期中最大的,这反映了它们的电子排布的稳定性,也导致了它们的化学性质不活泼。然而,有些较重的稀有气体的电离能较小,足以与其它元素和[[分子]]相比。巴特利特正是看到了氙的第一电离能与[[氧气|氧分子]]相似,而尝试用[[六氟化铂]]来把氙氧化,因为六氟化铂的氧化性非常强,足以把氧气氧化。稀有气体不能得到一个电子,而形成稳定的[[离子#阴离子|阴离子]];也就是说,它们的[[电子亲合能]]是负值。
稀有气体的化学反应活性极低;因此,目前只制备出了数百个[[稀有气体化合物]]。氦和氖参与[[化学键]]的中性化合物目前还没有成功制备(虽然理论上少数氦的化合物是可以存在的),氡、氙、氪和氩也只表现出极低的活性。根据[[电负性|艾伦电负性]]的大小,可知反应活性的顺序为Ne < He < Ar < Kr < Xe < Rn < Og。
1933年,[[莱纳斯·鲍林|莱纳斯·鲍林]]预言较重的稀有气体可以与[[氟]]和[[氧]]反应,生成化合物。他预言了六氟化氪(KrF<sub>6</sub>)和[[六氟化氙]](XeF<sub>6</sub>)的存在,推测XeF<sub>8</sub>可能存在但不稳定,也预测了[[氙酸]]可以转化成[[氙酸盐]]。目前已经证明了这些预言基本上是准确的,只有XeF<sub>8</sub>已知不但[[热力学]]上不稳定,[[分子运动论|动力学]]上也不稳定 <ref>[https://www.sohu.com/a/125966321_260616 最“懒惰”元素终于“脱单”:中外团队宣布合成钠氦化合物(组图)] ,搜狐,2017-02-10 19:44</ref>
氙的化合物是稀有气体化合物中数量最繁多的。在大部分这些化合物中,氙原子的[[氧化态]]都是+2、+4、+6或+8,与[[电负性]]很高的原子如氟或氧键合,例如[[二氟化氙]](XeF<sub>2</sub>)、[[四氟化氙]](XeF<sub>4</sub>)、[[六氟化氙]](XeF<sub>6</sub>)、[[四氧化氙]](XeO<sub>4</sub>)以及[[高氙酸钠]](Na<sub>4</sub>XeO<sub>6</sub>)。其中有些化合物可以在[[化学合成]]中作为[[氧化剂]],特别是XeF<sub>2</sub>可以作为[[卤化|氟化]]剂。氙与硼、氢、溴、碘、铍、硫、钛、铜和银键合的化合物也已制得,但只能在低温的稀有气体[[基质隔离|基质]]或超音速稀有气体射流中存在。
一些稀有气体有直接的医学用途,如:氦有时用于改善[[哮喘]]患者的呼吸;氙则因为在脂质中的高溶解度成为一种[[麻醉剂]],比常用的[[一氧化二氮]](俗称笑气)更为有效,且容易从体内排出而麻醉后苏醒也较快。氙在超极化核磁共振成像中用于拍摄肺的医学影像。具有强辐射性的[[氡]]只能微量制取,可用于[[放射线疗法]]。
 
==视频==
 
===<center>稀有气体相关视频</center>===
 
<center>稀有气体具体都包括哪些</center>
 
<center>{{#iDisplay:b0876ak2xm2|650|480|qq}}</center>
 
<center>稀有气体的用途</center>
 
<center>{{#iDisplay:s03017gogcj|650|480|qq}}</center>
<center>丹麦著名物理学家,年轻时期怒怼教授,看完我惊了</center>
 
<center>{{#iDisplay:b3031isukb4|650|480|qq}}</center>
==参考资料==
[[Category:340 化學總論]]
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