惰性气体是什么意思?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/22 10:05:24
惰性气体是什么意思?
惰性气体是什么意思?
惰性气体是什么意思?
1916年,美国化学家路易斯根据壳层的结构,找出了一些较
简单元素的性质和化学行为的类似关系.首先有充分证据说明,
根据泡利不相容原理,最内层的电子被限定为2个,氢只有1个电
子,因此其壳层尚未填满.原子的倾向是填满该K层,它可以若
干方式这样做.例如,两个氢原子可以共享它们的单一电子和共
用两个电子相互填满它们的K层.因此,氢几乎总是以一对原子
的形式——氢分子存在.要把氢分子分解成原子态的氢,需要很
多能量.通用电子公司的朗缪尔独立地找出了包括电子和化学行
为的相似型式,并表现出氢原子强烈地倾向于维持它的电子层填
满的实际证明.他让氢通过电弧使氢分子中的原子分开而做成了
原子氢火炬;当氢原子通过电弧再结合时,会放出分开成原子态
时所吸收的能量,这样会产生高达3400℃的高温.
在第二个元素氦中,其K壳层已由两个电子填满;因此,氦
原子是稳定的并不与其他的原子结合.对第三号元素锂,我们发
现它的2个电子填充K壳层,第三个电子开始L壳层.而后继的元
素把电子一个接一个地填入此层:铍在L层有2个电子、硼有3个.
碳4个、氮5个、氧6个、氟7个、氖8个.正如泡利所证明的,L层
的极限是8个;因此氖和氦对应,它们最外层电子刚好填满.的
确它的性质像氦,也是一种惰性气体.
每个外层未填满的原子有与其他原子结合的倾向,以这种方
式丢失电子以具有填满的外层.例如,锂原子容易失去1个L层电
子,以致它的外层是填满的K层,而氟倾向于抓住1个电子和它的
7个电子合起来完成L层.因此锂和氟互相有亲和力;在它们结合
时,锂把L层电子供给氟以填满氟的L层.由于原子内部的正电荷
不改变,减去一个电子的锂现在带一个净的正电荷,而氟附加一个
电子带一个净的负电荷.
反电荷互相吸引,使得这两个离子紧密地结合在一起,此化
合物被称为氟化钾(见图6—1).
L层电子可以共用和转移.例如,两个氟原子中的每一个都
可与另外一个原子共用它们的1个电子,以致每个原子的L层包括
共用电子在内都共有8个电子.同样,两个氧原子合用4个电子以
填满L层;两个氮原子可共用6个电子.因此氟、氧和氮都形成双
原子分子.
图6—1 电子的转移和共用.在结合成氟化锂时,锂把外
层电子转移给氟,于是每个原子都有填满的外层.氟分子中,两
个电子被共用,填满了的两个氟原子的外层
碳原子的L层里只有4个电子,和不同的氢原子共用每一个电
子,因此把4个氢原子的K层填满,并由共用它们的电子依次填满
碳自己的 L层.这种稳定的排列是甲烷分子 CH4.
同样,三个氮原子会和3个氢原子共用电子生成氨:1个氧原
子和2个氢原子共用电子生成水;而1个碳原子和2个氧原子共用
电子生成二氧化碳,等等.由周期表前面部分的元素所生成的化
合物几乎都可以根据丢掉电子、接受电子或共用电子等方式填满
最外层的倾向来说明.
在氖之后的元素钠有11个电子,第11个电子必须开始第3层.
后面的镁在M层有2个电子,铝有3个,硅有4个,磷有5个,硫有6
个,氯7个,氩8个.
现在这一族的每个元素都与前一列的每个元素相对应.在M
层内有8个电子的氩的性质像氖(在L层有8个电子)并且是个惰
性气体.氯在它的外层有7个电子,化学性质类似氟.同样地,
硅类似碳,钠类似锂,等等.
这种情形贯穿了整个周期表.例如,由于每个元素的化学行
为都取决于它最外层的电子构型,因而所有在外层有一个电子的
元素化学反应极为相像,因此周期表第一行的所有元素——锂、
钠、钾、铷、艳,甚至放射性元素钫——它们的化学性质非常相
似.锂L层有1个电子,钠在M层有1个、钾在N层有1个、铷在O层
有五个.铯在P层有1个和钫在Q层有1个电子.此外,有关的外层
有7个电子的所有元素——氟、氯、溴、碘和砹——相互相似.
对周期表的最后一行也同样正确,其封闭壳层包括氦、氖、氩、
氪、氙、氡.
路易斯一朗缪尔的概念如此美好,以至于即使以它的原始形
式仍适用于解释元素间较简易而直接的不同行为.但是,并非所
有的行为都如想象的那么简单和直接.
例如,每个惰性气体——氦、氖、氩、氪、氙和氡——最外
层都有8个电子(除氦在它的壳层有2个电子外),这是最稳定的
可能情况.这些元素的原子得到或丢掉电子的倾向最小,参加化
学反应的倾向也最小,像它们的名字表明的一样,这些气体都是
惰性的.
然而“最小倾向”不是真的“没有倾向”,但是大部分的科
学家忽略了这个事实,因而认为惰性气体根本不能在形成化合物
中起作用.这对它们全体都不是真的.早在1932年,美国化学家
泡令已考虑到从不同的元素除去电子的情况,并注意到所有的元
素都不例外,即使是惰性气体也可能被夺去电子.但是移去惰性
气体的电子所需耗费的能量要比周期表中靠近它们的元素高.
在任何一族元素之间移去电子所需要的能量都随原子量的增
加而减少,因此,对最重的惰性气体氙和氡,没有显著地高要求.
例如,从氙除去五个电子并不比从氧原子移去困难.
泡令因此预言,比较重的惰性气体也许能与具有特别倾向于
接受电子的元素形成化合物.最渴望接受电子的元素是氟,因此
氟似乎是天然的对象.
最重的惰性气体氡是放射性的,只能微量使用.然而,次重
的氙既稳定在大气层内又有少量存在,因此,最佳的机会是设法
在氙和氟之间形成化合物.但是,30年来这方面始终毫无进展,
主要是因为氙很贵,而氟又很难处理,化学家们觉得做其他研究
比追逐这种捉摸不定的东西要实际得多.
然而在1962年,英国血统的加拿大化学家巴特勒特研究一种
新的化合物:六氟化铂(PtF6),发现这个化合物非常渴望得到
电子,几乎与氟本身一样.此化合物会夺走氧的电子,但氧在正
常情况下却是一种渴望得到电子而不是丢掉电子的元素.如果六
氟化铂可以从氧带走电子,它也应该可能从氙带走电子,因此试
着做了此项实验,发现了氟铂酸氛(XePtF6)这个化合物,它是
被发现的第一个惰性气体的化合物.
另外一些化学家立刻投入此项竞赛中,并生成许多与氟、氧
或是两者的氯化合物,其中最稳定的是一氟化氙(XeF2).另外
还生成了氪和氟的化合物,四氟化氢(KrF4)和氟化氡.也与氧
生成化合物,例如有四氟氧化氙(XEOF4)、氙酸(HeXeO4)和
高氙酸钠(Na4XeO4)等,最值得注意的也许是易于爆炸的和有
危险的三氧化二氙(Xe2O3).较小的惰性气体——氩、氖和氦,
比较大的惰性气体更抗拒共用它们的电子,对所有的化学家仍保
持其情性.
参考资料:http://www.c3h3.com/fuda/cshx/dyz/kq/200508/177.html
惰性气体又称稀有气体。是指元素周期表上的0族元素。
惰性气体包括: 氦,氖,氩,氪,氙,氡。
惰性气体约占大气组成的0.94%,大部分是氩,其他气体成分很少,而且由于这些气体基本没有活性,因此称为惰性气体。
也叫希有气体,性质较活泼
就是能与很少的气体或者物质反应的气体. 活性低!这样比较清楚吧!
简单的说就是那些化学性质比较稳定的气体,比如:氩气,氖气,氙气......
惰性气体
我们在地球上所见到的一切东西都是由元素化合而成的,而有些元素与其他元素相比,显得不大愿意参与化合反应。然而,在1988年年初,一位名叫W·科克(W. Koch)的美国化学家证明,即使最不合群的元素也可以诱使它参与化合反应。 最不喜欢结合的元素是一组被称作“惰性气体”的元素(“惰性”一词的英文...
全部展开
简单的说就是那些化学性质比较稳定的气体,比如:氩气,氖气,氙气......
惰性气体
我们在地球上所见到的一切东西都是由元素化合而成的,而有些元素与其他元素相比,显得不大愿意参与化合反应。然而,在1988年年初,一位名叫W·科克(W. Koch)的美国化学家证明,即使最不合群的元素也可以诱使它参与化合反应。 最不喜欢结合的元素是一组被称作“惰性气体”的元素(“惰性”一词的英文原意是“高贵”,英文中惰性气体为“inert gas”或“noble gas”,“inert”意为“惰性的”,而“noble”意为“高贵的”。这些元素之所以被以此相称,是与它们孤傲、排他的特性有关)。也称稀有气体(rare gas),因为在地壳和大气层中含量很少,除氡外都可作为工业气体由空气分离而制得。通常具有化学惰性,但近年来已能制得氙、氪、氡的一些具有一定稳定性的化合物。
惰性气体共有六种,按照原子量递增的顺序排列,依次是氦、氖、氩、氪、氙、氡。在通常情况下,它们不与其他元素化合,而仅以单个原子的形式存在。
事实上,这些原子对于它们自己同类中的其他原子的存在也漠不关心,甚至不愿互相靠近到可以形成液体的程度,因而在常温下,它们都不会液化。它们全是气体,存在于大气之中。
首先被发现的惰性气体是氩,1894年就被探测到。它也是最常见的惰性气体,占大气总量的1%。其他惰性气体几年之后才被发现,它们在地球上的含量很少。当一个原子向另一个原子转移电子或与另一个原子共享电子时,它们便相互化合了。惰性气体不愿这么做,其原因是它们的原子中的电子分布得非常匀称,要想改变其位置就需要输入很大的能量,这种情况是不大可能发生的。
较大的惰性气体原子,例如氡,它的最外层的电子(参与化合反应者)与原子核离得较远。因此,外层电子与原子核之间的吸引力相对来说比较弱。由于这一原因,氡是惰性气体中惰性最弱的,只要化学家创造出合适的条件,也最容易迫使氡参与化合反应。
较小的惰性气体原子,其最外层电子离原子核比较近。这些电子被抓得比较牢固,使其原子难以与其他原子发生化合反应。
事实上,化学家已经迫使原子比较大的惰性气体——氪、氙、氡,与氟和氧那样的原子进行化合,氟与氧特别喜欢接受其他原子的电子。原子更小一些的惰性气体——氦、氖、氩——已经小到惰性十足的程度,迄今为止任何化学家都无法使它们参与化合反应。
原子最小的惰性气体是氦。在所有各类元素中,它是最不喜欢参与化合反应的,也是惰性最强的元素。甚至氦原子本身之间也极不愿意结合,因而直到温度降到4K时,才能变成液态。液态氦是能够存在的温度最低的液体,它对于科学家研究低温是至关重要的。
氦在大气中只有微量的存在,不过当像铀与钍这样的放射性元素衰变时,也能生成氦。这种积聚过程发生在地下,因而在一些油井中能产生氦。这种资源很有限,不过至今尚未耗尽。
每个氦原子只有两个电子,它被氦原子核束缚得如此之紧,以至要想抓走其中的一个电子,比之任何其他原子而言,要付出更多的能量。面对这样紧的束缚,那么是否能使氦原子放弃一个电子,或与其他原子共享一个电子,从而产生化合反应呢?
为了计算电子的行为,化学家采用了一种被称为“量子力学”的数学体系,这是在20世纪20年代创立的。化学家科克把它的原理应用到对氦的研究中。比如.假设一个铍原子(有四个电子)与一个氧原子(有八个电子)进行化合反应。在化合过程中,铍原子交出两个电子给氧原子,从而使它们结合在一起。用量子力学进行计算的结果表明,铍原子中背对着氧原子的那一侧电子出现的几率非常小。
根据量子力学方程,如果一个氦原子参与进来。它就会与铍原子上电子出现几率非常小的那一侧共享两个电子,从而形成氦-铍-氧的化合物。
迄今为止,还没有其他原子化合反应能够产生俘获氦原子的条件,而且即便是氦-铍-氧,也只有在足以使空气液化的温度条件下,或许能结合在一起。现在对于化学家来说,必须对在极低温度条件下的物质进行研究,看看是否真能够通过实践证实理论,迫使氦参与化合反应,从而打垮这种惰性最强的元素!
惰性气体:又称钝气、稀有气体、贵重气体
1.钝气包括:氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn),均为无色、无臭、气态的单原子分子。周期表中为第18族(ⅧA族),外层电子已达饱和,活性极小。
2.一般通性:
(1)原子量、密度、熔点、沸点、原子半径随原子序增加而增加。
(2)游离能随原子序增加而减少。
3.用途:
(1)He:可用作安全气球或飞船,与氧混合供潜水用,可防止潜水夫病。
*在油井中所产天然气含2%,为工业用的主要来源。
制备法:将天然气压缩及冷却而液化,He难液化而分离。
(2)Ne:在真空放电管中发生红色光,用於广告灯。
(3)Ar:填充灯泡保护钨丝。
(4)Kr,Xe:用在照相工业。Kr,Xe在真空放电管中,发出蓝色光。
(5)Rn:为放射性气体,自然界中几乎不存在。
4.钝气化合物
1962年加拿大巴勒特发现了第一种钝气化合物—Xe之氟化物,接著有数百种Kr、Xe的化合物相继合成成功(如XeF2、KrF2),而传统的”惰性气体不能形成化合物”的观念需加以修正,惰性气体只是不活泼而已
收起
就是稀有气体,氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气。
http://bk.baidu.com/view/101737.htm