什么是稀有氣體?稀有氣體有哪些類型
我們都知道稀有氣體包括氦、氖、氬、氪、氙和氡氣。在室溫下,稀有氣體的元素是氣體,除了氬,其他氣體在大氣中的含量很少(尤其是氦),因此得名“稀有氣體”。
在歷史上,稀有氣體曾被稱為“惰性氣體”,因為它們的極端電子構型,除了氦,即1S2(上標),都是8電子構型(ns2np6,均上標),并且這兩種構型都是穩定的結構。因此,稀有氣體的化學性質非常惰性,因此早期人們認為它們不會與其他元素發生化學反應,并稱之為“惰性氣體”。但正是這種絕對的概念限制了人們的思維,阻礙了稀有氣體化合物的研究。1962年,26歲的英國年輕化學家N.Bartlett合成了第一個稀有氣體化合物Xe[PtF6](6作為訂閱),引起了化學界的極大興趣和關注。許多化學家競相進行這項工作,并隨后合成了各種“稀有氣體化合物”,這促進了稀有氣體化學的發展。“惰性氣體”一詞不再適用,因此更名為稀有氣體。
稀有氣體的物理和化學性質
空氣中含有大約1%(體積百分比)的稀有氣體,其中絕大多數是氬氣。稀有氣體無色、無臭、無臭,易溶于水,其溶解度隨著分子量的增加而增加。稀有氣體的分子由單個原子組成,隨著原子量的增加,熔點和沸點的增加,它們的熔點和沸點都很低。它們都能在低溫下漂浮。稀有氣體原子的外部電子結構是ns2np6(氦為1S2),這是最穩定的結構,因此它在正常條件下不與其他元素相互作用,長期以來一直被認為是一種具有高度非活性化學性質的惰性元素,不能形成化合物。直到1962年,英國化學家N.Balit只使用強氧化劑PtF6與氙反應,產生了第一種惰性氣體化合物Xe[PtF6]。后來,合成了其他惰性氣體化合物,并將其名稱改為稀有氣體。
空氣是生產稀有氣體的主要原料。在液體空氣的分餾中,可以獲得稀有氣體的混合物,然后使用活性炭低溫選擇性吸附法分離稀有氣體。