惰性气体有许多共同的性质。它们都存在于自然界的原子中。它们无色、无味、无味。它们微溶于水。熔点和沸点都很低,可以在低温下液化。除了氦气外,其他稀有气体都可以在足够低的温度下凝固。而氦气则需要0-1k,超过25倍标准压力,凝固。
他 (氦气)又称太阳能元件,可以在接近绝对零度(负273.15摄氏度)的地方使用。在所有气体中,氦气的沸点最低,是最难液化的气体。当液化温度低于-270.98摄氏度时,液氮的粘度会急剧下降,几乎没有粘度,并且会表现出很小的表面张力。这时液氮的性质发生变异,成为超流体。导热系数是铜的800倍,使其成为超导体。
在自然界中,主要存在于天然气或放射性矿石中。在大气层中,氦气的浓度较低,只有五万二千分之一,但放眼整个宇宙,氦气的质量却占到了23%,仅低于氢的质量。
Ne(氖),氖只以元素形式存在。迄今为止,还没有确认的化合物,所以一般是从空气中分离得到。氖气在大气中非常罕见,只有六万五千分之一。由于氖气放电时能发出明亮的红橙色光芒,因此经常被使用制作霓虹灯光源。
氩气 (氩气),空气中惰性气体的比例约为0.93%,其中氩气占绝大多数。其密度是空气的1.4倍,空气.空气.空气.空气.氦的10倍。它既不燃烧也不助燃,在高温下不溶于液态金属。因此常被用作铝、镁、铜及其合金和不锈钢作业的保护气体,以防止金属零件被空气氧化或氮化。
氪(Krypton),氪具有高密度和低导热率,但透光率高,因此通常用于电子工业和电光源工业。
氙气(Xenon),氙气主要存在于空气和温泉气体中。它是从液态空气中分离出来的惰性气体。从他身上分离出来的气体是氪和氩。
氙气具有极高的发光强度,在照明技术中用于填充光电池、手电筒和氙气高压灯。此外,氙气还用于深度麻醉、医用紫外线、激光、焊接、难熔金属切割、标准气体、特种混合气体等。
Rn(Radon),氡是继铀、钍、镭、锍之后发现的第五种放射性元素。也是世界卫生组织(WHO)公布的19种主要致癌物之一。它是继香烟之后人类肺癌的第二大元凶。自然空气中氡的含量很少,其含量不到0.1%。主要来源于花岗岩、砖砂、水泥、石膏等建筑材料,特别是含有放射性元素的天然石材。
Og(Oganesson),是一种合成惰性气体元素。它的原子序数和原子量是已知元素中最高的,也是人类合成的最重的元素。
惰性气体广泛应用于许多领域。以下是一些主要用途:
1.充气和浮力应用:
-氦气:用于给气球、飞艇、气球驱动器和气球背心充气。
-氖气:用于制造霓虹灯和其他气体放电管照明装置。
-氩气:用于填充隔热窗、隔热材料、聚苯乙烯等。
-氪气:用于照明、激光技术、高亮度闪光灯等。
-氙气:用于汽车头灯、投影仪和激光技术。
2. 焊接及金加工:
-氩气:用于氩弧焊和惰性保护焊,防止金属氧化。
-氦气:用于气体保护弧焊、激光焊和电子束焊。
3. 冷却与超导:
-氦气:用于冷却超导磁体、核磁共振(NMR)设备和超导电缆。
-氩气:用于低温实验中冷却和保护样品。
4. 照明及光学应用:
-氙气:用于照明、汽车头灯和电影放映机。
-氪气:用于激光技术、高亮度闪光灯、摄影照明等。
5. 医学与生命科学:
-氙气与氧气和氮气混合:用于麻醉和神经保护。
-氩气:用于激光手术中的组织冷却和保护。
6. 实验室及科研:
-氦、氩:用于质谱仪、气相色谱仪、拉曼光谱仪等。
-氪和氙:用于荧光光谱仪和核磁共振(NMR)设备。
7. 半导体制造:
-氮气和氩气:用于清洁半导体晶圆并维持惰性环境。
八、核能产业:
-氦气:用于冷却和调节核反应堆的温度。
这些只是惰性气体的一些主要应用领域。随着科学技术的进步和工业需求的变化,惰性气体的应用也在不断扩大和完善。