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常见的稀有气体家庭成员各有什么本领
发布时间：
2023-11-21
随着工业生产和科学技术的发展，稀有气体已经广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术中，同时，它们也深入的应用到我们的日常生活里，与我们越走越近。
氦气 He Helium
氦气很轻，是除氢以外最轻的元素。它的重量只有同体积空气的1/7。由于氦不像氢那样会燃烧，使用非常安全。因此人们便用氦气来代替氢气填充气球或飞艇的气囊。用氦气填装的飞艇的上升能力，大约等于同体积用氢气填装的飞艇的93%。氦最近还被人们混在塑料、人造丝、合成纤维中，制成非常轻盈的泡沫塑料、泡沫纤维。
氦又是极难溶于水的气体，100个体积的水在0℃时大约只能溶解1个体积的氦。在医学上，便利用氦的这一特性来防止“潜水病”。过去当潜水员潜入海底时，由于深海压力很大，吸进体内的空气中的氮气随着压力的增加大量溶解在血液中，而当潜水员出海时压力猛然下降，原先溶在血液中的氮气便纷纷跑了出来，以致使血管阻塞而造成死亡，这种病叫作“潜水病”，现在人们利用氦气与氧气混合，制成“人造空气”（79%的氦气，21%的氧气）来供给潜水员呼吸，由于氦在血液中溶解很少，因此，潜水员即使潜入海中100米以下，也不会再得“潜水病”。这种“人造空气”也常用来医治支气管气喘和窒息等病。因为它的密度只有空气的1/3，因此呼吸时要比吸空气轻松的多，可以减少病人的呼吸困难。
氦是最难液化的气体，曾被认为是“永久气体”，直到1908年才终于被液化。一方面它在-250℃节流膨胀时才自身开始冷却，另一方面它的临界温度最低，只有先用液氢预冷后才可以被液化。氦在-267.9℃以下才能变成液体，在-272.2℃以下才会变成“氦冰”。现在，在低温工业上，液氦常被用作冷却剂。
由于氦的性质与理想气体接近（绝对零度为-273.16℃），所以是精密气体温度计理想的填充材料。氦具有极高的激发电势，在电子管工业上，常用氦作填充气体。也可用来作辉光灯、验极器，高压指示器等。氦由于化学性质极不活泼，几乎不与别的元素相化合。在工业上焊接金属Mg、Al、Ti和不锈钢时作为保护气体，隔绝空气以防金属在焊接时被氧化。氦在大气中的含量很少，按体积计算仅占百万分之五，但在天然气中含量较多，达2～6％。现在工业上大都是从天然气中来制取氦。
氩气 Ar Argon gas
氩气是一种无色、无味的单原子气体，相对原子质量为39.948。一般由空气液化后，用分馏法制取氩气。氩气的密度是空气的1.4倍，是氦气的10倍。氩气是一种惰性气体，在常温下与其他物质均不起化学反应，在高温下也不溶于液态金属中，在焊接有色金属时更能显示其优越性。
氩气在铝业上用来替代空气或氮气，在铝的制造过程中产生惰性气氛；在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体；以及去除熔铝中溶解氢气和其他颗粒。
在炼钢产业中用于置换气体或蒸气并防止工艺流程中的氧化；用于搅拌钢水来保持恒定的温度和同一的成分；在脱气过程中帮助去除不需要的可溶气体；作为载体气体，氩可以用层析法来确定样品的成分；氩还能用于不锈钢精炼中使用的氩氧脱碳工艺(AOD)，目的是去除一氧化碳和减少铬的损失。在金属加工上，氩在焊接中用作惰性保护气；在金属和合金的退火及辊轧中提供无氧无氮保护；以及用于冲洗熔化金属以消除铸件中的气孔。
氩气在焊接过程中作为保护气体，可以避免合金元素的烧损以及由此而产生的其他焊接缺陷，从而使焊接过程中的冶金反应变得简单而易于控制，以确保焊接的高质量。通过对HT250灰铸铁进行激光重熔试验,研究了不同气氛保护条件下试样重熔区气孔的产生机理。研究结果表明,在氩气保护条件下,重熔区中的气孔为析出性气孔；在开放条件下,重熔区的气孔为析出性气孔和反应性气孔。
在电子领域为超纯半导体中使用的锗和硅晶体提供保护气氛和热传导。照明用于白枳灯和荧光灯泡的充气；在氖灯中制造蓝光。
氖气 Ne Neon
氖的导电性比空气大75倍。在放电管内，在电场的激发下，氖能射出红色的光，霓虹灯便是利用氖的这一特性制成的。在霓虹灯的两端，装着两个用Fe、Cu、Al或Ni制成的电极，灯管里装着氖气，一通电氖气受到电场的激发，放出红色的光。这种红光在空气中的透射性能很强，可以穿过浓雾，因此氖灯还常用在港口、机场、水陆交通线的标灯上。
氖在空气中的含量极少，1m3的空气中只含氖气18cm3。现在人们用分馏液态空气的方法制取氖。
氪气 Kr Krypton
氪气是一种无色、无臭、无味的惰性气体，比空气约重2倍。十分不活泼，不能燃烧也不助燃。氪气在空气中的含量极少，每1m3空气中仅含氪气1.14ml。
氪气在电光源上有着重要的应用，它可以充填高级电子管、实验室用的连续紫外光灯。氪气灯不仅省电，寿命长，发光率高，体积小，它还是矿井中的重要光源。不仅如此，氪气还能制成不需要电的原子灯。由于氪气灯的透射率非常高，还可作野战中越野战车的照射灯，飞机跑道灯等。氪气还常用于高压水银灯、钠灯、闪光灯、电压管等。
氪气在医疗、科研上也有着广泛应用。氪的放射性同位素可以作显踪剂在医疗上应用。氪气可用于气体激光器和等离子流中，还可用于填充游离室，以测量高度射线，并用作X射线工作是的遮光材料。
氙气 Xe Xenon
氙气在电场的激发下，能射出类似于太阳光的连续光谱，高压长弧氙灯就是利用这一特性制成的。氙灯是60年代才发展起来的新光源之一，这种灯的灯管是耐高温、耐高压的石英做成的。两端各装入一个钨电极，管内充入高压氙气，压强可达到几十个大气压。通电后，氙气受激发，射出强烈的白光，一盏六万W的氙灯的亮度，相当于九百只100支光的普通灯泡。高压长弧氙灯可用于电影摄影、舞台照明、放映、纺织和油漆工业的照光以及广场、运动场的照明用。一盏氙灯一般可照明1000多个h，氙灯能放出紫外线，因此在医疗上也得到应用。
氙也大量被用来填充光电管，利用在真空技术上，用氙制造的照相闪光灯，可以连续使用几千次。而普通的镁光灯只能使用一次。
在原子能工业上，氙可以用来检验高速粒子、γ粒子、介子等的存在，氙的同位素还可以代替X射线来探测金属内部的伤痕。
氙还具有一定的麻醉作用，它能溶于细胞汁的油脂中而引起细胞的膨胀和麻醉，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾使用80%氙和20%的氧组成混合气体，作为无副作用的麻醉剂。
虽然氙是一种稀有气体，但在1962年首次人工合成了第一个具有化学键的化合物六氟铂酸氙XePtF6以后，又先后合成了许多氙的化合物。1972年人们又合成了第一个氙与金属形成的新型化合物，为氙的使用开辟了新的途径。
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