稀有氣體氖、氪、氙的發現和用途

2021-02-20 氣體精英

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稀有氣體的發現和用途

   在200多年以前，人們已經知道，空氣裡除了少量的二氧化碳、水蒸氣外，其餘的就是氮氣和氧氣。

1785年，英國科學家卡文迪許通過實驗發現，把不含二氧化碳、水蒸氣的空氣除去氧氣和氮氣後，仍有很少量的殘餘氣體存在。這種現象在當時並沒有引起化學家的重視。一百多年後，英國物理學家雷利測定氮氣的密度時，發現從空氣裡分離出來的氮氣每升質量是1.2572克，而從含氮物質製得的氮氣每升質量是1.2505克。經多次測定，兩者質量相差仍然是幾毫克。可貴的是雷利沒有忽視這種微小的差異，他懷疑從空氣分離出來的氮氣裡含有沒被發現的較重的氣體。於是，他查閱了卡文迪許過去寫的資料，並重新做了實驗。1894年，他在除掉空氣裡的氧氣和氮氣以後，得到了很少量的極不活潑的氣體。與此同時，雷利的朋友、英國化學家拉姆塞用其它方法從空氣裡也得到了這樣的氣體。經過分析，判斷該氣體是一種新物質②。由於這氣體極不活潑，所以命名為氬（拉丁文原意是「懶惰」）。以後幾年裡，拉姆塞等人又陸續從空氣裡發現了氖氣、氦氣、氪氣和氙氣。

氬、氦、氪、氖、氙等氣體總稱稀有氣體，這些氣體都是沒有顏色，沒有氣味的。過去，人們認為這些氣體不跟其它物質發生化學反應，曾把它們叫做惰性氣體。但隨著科學技術的發展，已經發現，在一定的條件下，有些稀有氣體也能跟某些物質發生化學反應，生成其它物質。由於稀有氣體的特殊性質，它在生產和科學研究中有廣泛的應用。

人們利用稀有氣體一般不跟其它物質發生化學反應的這種性質，在一些工業生產中，常常把它們用作保護氣。例如，作為麻醉劑，氙氣在醫學上也很受重視。用電弧焊接火箭、飛機、輪船、飛彈等用的不鏽鋼、鋁或鋁合金等時，可以用氬氣來隔絕空氣，防止金屬在高溫下跟其它物質起反應。還可以把氬氣和氮氣混合充入燈泡裡，使燈泡經久耐用。稀有氣體在通電時會發出有色的光。因此，它們在電光源中有特殊的應用。燈管裡充入氬氣，通電時會發出紫藍色光；充入氦氣，通電時會發出粉紅色光；充入氖氣，通電時會發出紅光，這種光能穿透濃霧，所以氖燈可用作航空、航海的指示燈。五光十色的霓虹燈就是利用稀有氣體的這種性質製成的。在石英玻璃管裡充入氙氣的氙燈，通電時能發出比螢光燈強幾萬倍的強光，因此叫做「人造小太陽」。這種燈可用於廣場、體育場、飛機場等的照明。氖氣、氪氣、氙氣還可用於雷射技術等方面。氦氣在原子反應堆技術中可用作冷卻劑。

 

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