第二節 貴氣體
認識貴氣體

元素週期表的最右側一縱行,是一個特殊的家族——第 \(0\) 族。它包括六種非金屬元素,由上至下,依次是:氦 \(\ce{(He)}\)、氖 \(\ce{(Ne)}\)、氬 \(\ce{(Ar)}\)、氪 \(\ce{(Kr)}\) 、氙 \(\ce{(Xe)}\) 和氡 \(\ce{(Rn)}\)。因為第 \(0\) 族元素的化學性質非常不活潑,甚少與其他物質發生反應,並且它們在常溫常壓下均是氣體,所以統稱為貴氣體。

貴氣體均存在於空氣中 (以氬為主),佔空氣總體積的 \(0.9\%\)。

貴氣體在週期表中的位置
貴氣體的性質
貴氣體 毒性 顏色 氣味 常溫常壓下狀態 密度
(\(\text{g cm}^{-3}\))
熔點
(\(^{\circ}\text{C}\))
沸點
(\(^{\circ}\text{C}\))
氦 (\(\ce{He}\)) 無毒 無色 無味 氣體 \(1.79 \times 10^{-4}\) \(-272\) \(-269\)
氖 (\(\ce{Ne}\)) \(9.00 \times 10^{-4}\) \(-249\) \(-246\)
氬 (\(\ce{Ar}\)) \(1.78 \times 10^{-3}\) \(-189\) \(-186\)
氪 (\(\ce{Kr}\)) \(3.73 \times 10^{-3}\) \(-157\) \(-152\)
氙 (\(\ce{Xe}\)) \(5.89 \times 10^{-3}\) \(-112\) \(-107\)
氡 (\(\ce{Rn}\)) \(9.73 \times 10^{-3}\) \(-71\) \(-62\)
貴氣體的主要物理性質
物理性質

在常溫常壓下,貴氣體都是無色無味的氣體。並且,它們的密度和熔沸點等性質存在著漸進式的變化。

  • 貴氣體的密度很低,並且由上至下,依次遞增。
  • 貴氣體的熔點和沸點很低,並且由上至下,依次遞增。
化學性質

貴氣體的化學性質極不活潑,甚少與其他元素發生化學反應。所以,貴氣體又有另外一個名字,叫「惰性氣體」。

貴氣體的用途

由於貴氣體的化學性質很穩定,因此,它們廣泛地應用在一些需要使用安全性氣體的地方。

氦是自然界中除了氫以外密度最小的氣體;而且,氦比氫穩定得多,不會在空氣中著火或發生爆炸。因此,氦常用於填充大型氣球或氣船。

即使在壓強較大時,氦在血液中的溶解度亦很低,因此,氦會用於製造「人造空氣」。若使用普通空氣,在壓強較大的深海裡,空氣中的氮會溶解於潛水員的血液中。當潛水員從深海上升時,隨著壓強不斷降低,溶解的氮從血液中釋出,阻塞微血管,導致「減壓症」。

當電流流經氖時,氖會發出耀目的紅光;並且,氖的性質相當穩定。因此,氖用於填充廣告燈箱。霓虹燈的名稱來自英文「Neon Sign」,意思就是「氖燈」。「霓虹」是 Neon 的譯音。

氬的化學性質非常穩定,不會與電燈泡裡的金屬絲發生反應。因此,氬用於填充燈泡。

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