墮性氣體

約占大氣組成的0.94%，大部分是氬，其他氣體成分很少，而且由於這些氣體基本沒有活性，因此稱爲惰性氣體。

　　包括：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)，均爲無色、無臭、氣態的單原子分子。

在元素週期表中爲第0族（ⅧA族），外層電子已達飽和，活性極小。

　　稀有氣體的單質在常溫下爲氣體，且除氬氣外，其餘幾種在大氣中含量很少（尤其是氦），故得名“稀有氣體”，

歷史上稀有氣體曾被稱爲“惰性氣體”，這是因爲它們的原子最外層電子構型除氦爲1s外，其餘均爲8電子構型（ns2np6，均爲上標），

因此，稀有氣體的化學性質很不活潑，所以過去人們曾認爲他們與其他元素之間不會發生化學反應，稱之爲“惰性氣體”。

然而正是這種絕對的概念束縛了人們的思想，阻礙了對稀有氣體化合物的研究。

1962年，在加拿大工作的26歲的英國青年化學家N.Bartlett合成了第一個稀有氣體化合物Xe[PtF6]，引起了化學界的很大興趣和重視。

許多化學家競相開展這方面的工作，先後陸續合成了多種“稀有氣體化合物”，促進了稀有氣體化學的發展。

　　原子量、密度、熔點、沸點、原子半徑隨原子序增加而增加。遊離能隨原子序數增加而減少。

　　空氣中約含1％（體積百分）稀有氣體，其中絕大部分是氬。

稀有氣體都是無色、無臭、無味的，微溶於水，溶解度隨分子量的增加而增大。

稀有氣體的分子都是由單原子組成的，它們的熔點和沸點都很低，隨著原子量的增加，熔點和沸點增大。

稀有氣體原子的最外層電子結構爲ns2np6（氦爲 1s2），是最穩定的結構，

因此，在通常條件下不與其他元素作用，長期以來被認爲是化學性質極不活潑，不能形成化合物的惰性元素。

除氦以外，稀有氣體原子的最外電子層都是由充滿的ns和np軌道組成的，它們都具有穩定的8電子構型。

稀有氣體的電子親合勢都接近於零，與其他元素相比較，它們都有很高的電離勢。

因此，稀有氣體原子在一般條件下不容易得到或失去電子而形成化學鍵。

表現出化學性質很不活潑，不僅很難與其他元素化合，而且自身也是以單原子分子的形式存在，原子之間僅存在著微弱的範德華力（主要是色散力）。

直到1962年，英國化學家N.巴厘特才利用強氧化劑PtF6與氙作用，制得了第一種惰性氣體的化合物Xe[PtF6] ，

以後又陸續合成了其他惰性氣體化合物，並將它的名稱改爲稀有氣體。

空氣是制取稀有氣體的主要原料，通過液態空氣分級蒸餾，可得稀有氣體混合物，再用活性炭低溫選擇吸附法，就可以將稀有氣體分離開來。

　　隨著工業生產和科學技術的發展，稀有氣體越來越廣泛地應用在工業、醫學、尖端科學技術以至日常生活裏。

　　利用稀有氣體極不活動的化學性質，有的生產部門常用它們來作保護氣。

例如，在焊接精密零件或鎂、鋁等活潑金屬，以及製造半導體晶體管的過程中，常用氬作保護氣。

原子能反應堆的核燃料鈈，在空氣裏也會迅速氧化，也需要在氬氣保護下進行機械加工。

電燈泡裏充氬氣可以減少鎢絲的氣化和防止鎢絲氧化，以延長燈泡的使用壽命。

　　稀有氣體通電時會發光。世界上第一盞霓虹燈是填充氖氣製成的（霓虹燈的英文原意是“氖燈”）。

氖燈射出的紅光，在空氣裏透射力很強，可以穿過濃霧。因此，氖燈常用在機場、港口、水陸交通線的燈標上。

燈管裏充入氬氣或氦氣，通電時分別發出淺藍色或淡紅色光。

有的燈管裏充入了氖、氬、氦、水銀蒸氣等四種氣體（也有三種或兩種的）的混合物。

由於各種氣體的相對含量不伺，便制得五光十色的各種霓虹燈。

人們常用的熒光燈，是在燈管裏充入少量水銀和氬氣，並在內壁塗熒光物質（如鹵磷酸鈣）而製成的。

通電時，管內因水銀蒸氣放電而產生紫外線，激發熒光物質，使它發出近似日光的可見光，所以又叫做日光燈。

　　利用稀有氣體可以製成多種混合氣體雷射器。氦-氖雷射器就是其中之一。

氦氖混合氣體被密封在一個特製的石英管中，在外界高頻振盪器的激勵下，混合氣體的原子間發生非彈性碰撞，

被激發的原子之間發生能量傳遞，進而產生電子躍遷，並發出與躍遷相對應的受激輻射波，近紅外光。

　　氦氣是除了氫氣以外最輕的氣體，可以代替氫氣裝在飛船裏，不會著火和發生爆炸。

　　液態氦的沸點爲-269℃，是所有氣體中最難液化的，利用液態氦可穫得接近絕對零度（-273.15℃）的超低溫。

氦氣還用來代替氮氣作人造空氣，供探海潛水員呼吸，因爲在壓強較大的深海裏，用普通空氣呼吸，會有較多的氮氣溶解在血液裏。

當潛水員從深海處上升，體內逐漸恢複常壓時，溶解在血液裏的氮氣要放出來形成氣泡，對微血管起阻塞作用，引起“氣塞症”。

氦氣在血液裏的溶解度比氮氣小得多，用氦跟氧的混合氣體（人造空氣）代替普通空氣，就不會發生上述現象。

溫度在2.2K以上的液氦是一種正常液態，具有一般液體的通性。

溫度在2.2K以下的液氦則是一種超流體，具有許多反常的性質。例如具有超導性、低粘滯性等。

它的粘度變得爲氫氣粘度的百分之一，並且這種液氦能沿著容器的內壁向上流動，再沿著容器的外壁往下慢慢流下來。

　　氬氣經高能的宇宙射線照射後會發生電離。利用這個原理，可以在人造地球衛星裏設置充有氬氣的計數器。

當人造衛星在宇宙空間飛行時，氬氣受到宇宙射線的照射。照射得越厲害，氬氣發生電離也越強烈。

衛星上的無線電機把這些電離信號自動地送回地球，人們就可根據信號的大小來判定空間宇宙輻射帶的位置和強度。

氙能溶於細胞質的油脂裏，引起細胞的麻醉和膨脹，從而使神經末梢作用暫時停止。

人們曾試用80%氙和20%氧組成的混合氣體，作爲無副作用的麻醉劑。

在原子能工業上，氙可以用來檢驗高速粒子、粒子、介子等的存在。

　　氡是自然界唯一的天然放射性氣體，氡在作用於人體的同時會很快衰變成人體能吸收的氡子體，

一般在劣質裝修材料中的釷雜質會衰變釋放氡氣體，從而對人體造成傷害。

體外輻射主要是指天然石材中的輻射體直接照射人體後產生一種生物效果，

會對人體內的造血器官、神經系統、生殖系統和消化系統造成損傷。

　　然而，氡也有著它的用途，將鈹粉和氡密封在管子內，氡衰變時放出的α粒子與鈹原子核進行核反應，

產生的中子可用作實驗室的中子源。氡還可用作氣體示蹤劑，用於檢測管道洩漏和研究氣體運動。