惰性氣體是什麼?

General 更新 2024-11-07

什麼是惰性氣體

稀有氣體，又稱作惰性氣體、貴重氣體、貴族氣體、貴氣體、高貴氣體或鈍氣，是指元素週期表上的第18 (8A)族元素（IUPAC新規定，即原來的0族），在常溫常壓下，它們是全都是無氣味，無色，單原子氣體，及其反應性非常低。天然存在的貴氣體有六種：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、和具放射性的氡(Rn)。而Uuo是以人工合成的貴氣體，非常不穩定，半衰期很短。

貴氣體的特性可以用現代的原子結構理論來解釋：它們的最外電子層的電子已“滿”(即已達成八隅體狀態)，所以它們非常穩定，極少進行化學反應，至今只有幾百種惰性氣體化合物能被成功備制。每種貴氣體的熔點和沸點十分接近，溫度少於10 °C (18 °F)的差距，因此它們僅在很小的溫度範圍內以液態存在。

經氣體液化和分餾方法可從空氣中獲得氖、氬、氪和氙；氦氣通常從天然氣提取出來；氡氣則通常由鐳化合物經放射性衰變後分離出來。貴氣體在工業方面主要應用在照明設備、焊接和太空探索。氦也會應用在深海潛水。如潛水深度大於180英尺（55 公米），潛水員所用的壓縮空氣瓶內的氮要被氦代替，以避免氧中毒及氮麻醉的徵狀。另一方面，由於氫氣非常不穩定容易燃燒和爆炸，現今的飛艇及氣球都採用氦氣替代氫氣。

惰性氣體能做什麼用途

惰性氣體又叫做稀有氣體，包括氦、氖、氬、氪、氙、氡6種氣體。它們在空氣中的體積分別是：氬0.94%、氖0.0018%、氦0.0005%、氪0.00011%、氙0.000009%，氡是具有放射性的氣體。因為它們在空氣中的含量是非常微小的，被稱為稀有氣體。在通常情況下，稀有氣體的化學性質很不活潑，不容易和其它物質發生反應，又被稱為惰性氣體。

根據稀有氣體的性質，它們被應用於生產和科學研究。氦不能燃燒，質量又輕，可以代替易燃的氫氣填充高空氣球和飛艇。由於稀有氣體的化學性質很不活潑，常用做工業生產中的保護氣。例如，用電弧焊接火箭、飛機、導彈、艦船等所使用的不鏽鋼、鋁合金材料時，可以用高純度氬氣充當保護氣，防止高溫下金屬和空氣中的氧氣等發生反應。常用的白熾燈泡內是充入氬氣和氮氣的混合氣體作保護氣，保護燈絲，以延長燈泡的使用壽命。稀有氣體在低壓放電時會發出多種顏色的光，如氖會發出紅色輝光，氬會發出紫藍色輝光，氦會發出粉紅色輝光，因此可以利用稀有氣體制成五光十色的霓虹燈，把現代都市的夜晚裝扮得繁花似錦。氖燈發出的紅光，能透射過濃霧，常用做航空、航海和鐵路交通的指示燈。稀有氣體在高科技領域方面正大顯身手，氦的沸點是所有已知物質中最低的，液氦常用做超低溫研究中的致冷劑，氦在原子反應堆中也可用做致冷劑。氖氣、氪氣、氙氣還用於制激光器等。