稀有气体的用途

初三化学小论文稀有气体的性质及

其用途

初三化学小论文-稀有气体的性质及其用途2010年02月26日

星期五01:32初三化学小论文--稀有气体的性质及其用途

稀有气体元素在整个气体元素家族中占有重要地位，在我们的生活中，稀

有气体元素也有着各种各样的用途。

一.稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡以及不久前发现的Uuo7种元

素，又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族，因此亦称零族元素。稀有

气体单质都是由单个原子构成的分子组成的，所以其固态时都是分子晶体。稀

有气体的单质在常温下为气体，且除氩气外，其余几种在大气中含量很少(尤其

是氦)，故得名"稀有气体"。

空气中约含0.94%(体积百分)稀有气体，其中绝大部分是氩。稀有气体都

是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体

的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，

熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。稀有气体原子的最外层电子结构

为8电子稳定结构(除氦外)，是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其他

元素作用。它们在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键，所以表现

出的化学性质很不活泼。

二.随着工业生产和科学技术的发展，稀有气体越来越广泛地应用在工业、

医学、尖端科学技术以至日常生活里。

利用稀有气体极不活动的化学性质，有的生产部门常用它们来作保护气。

例如，在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属，以及制造半导体晶体管的过程中，

常用氩作保护气。原子能反应堆的核燃料钚，在空气里也会迅速氧化，也需要

在氩气保护下进行机械加工。电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝

氧化，以延长灯泡的使用寿命。

稀有气体通电时会发光。世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的(霓虹灯的

英文原意是"氖灯")。氖灯射出的红光，在空气里透射力很强，可以穿过浓雾。

因此，氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上。灯管里充入氩气或氦气，

通电时分别发出浅蓝色或淡红色光。有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气

等四种气体(也有三种或两种的)的混合物。由于各种气体的相对含量不伺，便

制得五光十色的各种霓虹灯。人们常用的荧光灯，是在灯管里充入少量水银和

氩气，并在内壁涂荧光物质(如卤磷酸钙)而制成的。通电时，管内因水银蒸气

放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出近似日光的可见光，所以又叫做

日光灯。

利用稀有气体可以制成多种混合气体激光器。氦-氖激光器就是其中之一。

氦氖混合气体被密封在一个特制的石英管中，在外界高频振荡器的激励下，混

合气体的原子间发生非弹性碰撞，被激发的原子之间发生能量传递，进而产生

电子跃迁，并发出与跃迁相对应的受激辐射波，近红外光。氦-氖激光器可应用

于测量和通讯。

氦气是除了氢气以外最轻的气体，可以代替氢气装在飞船里，不会着火和

发生爆炸。

液态氦的沸点为-269℃，是所有气体中最难液化的，利用液态氦可获得接

近绝对零度(-273.15℃)的超低温。氦气还用来代替氮气作人造空气，供探海潜

水员呼吸，因为在压强较大的深海里，用普通空气呼吸，会有较多的氮气溶解

在血液里。当潜水员从深海处上升，体内逐渐恢复常压时，溶解在血液里的氮

气要放出来形成气泡，对微血管起阻塞作用，引起"气塞症"。氦气在血液里的

溶解度比氮气小得多，用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气，就不会

发生上述现象。温度在2.2K以上的液氦是一种正常液态，具有一般液体的通性。

温度在2.2K以下的液氦则是一种超流体，具有许多反常的性质。例如具有超导

性、低粘滞性等。它的粘度变得为氢气粘度的百分之一，并且这种液氦能沿着

容器的内壁向上流动，再沿着容器的外壁往下慢慢流下来。这种现象对于研究

和验证量子理论很有意义。

氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。利用这个原理，可以在人造地

球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时，氩气受到宇

宙射线的照射。照射得越厉害，氩气发生电离也越强烈。卫星上的无线电机把

这些电离信号自动地送回地球，人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射

带的位置和强度。

氪能吸收X射线，可用作X射线工作时的遮光材料。

氙灯还具有高度的紫外光辐射，可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的

油脂里，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用

80%氙和20%氧组成的混合气体，作为无副作用的麻醉剂。在原子能工业上，氙

可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在。

氪、氙的同位素还被用来测量脑血流量等。

氡是自然界唯一的天然放射性气体，氡在作用于人体的同时会很快衰变成

人体能吸收的氡子体，进入人体的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。一般在

劣质装修材料中的钍杂质会衰变释放氡气体，从而对人体造成伤害。体外辐射

主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果，会对人体内

的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。然而，氡也有着它的

用途，将铍粉和氡密封在管子内，氡衰变时放出的α粒子与铍原子核进行核反

应，产生的中子可用作实验室的中子源。氡还可用作气体示踪剂，用于检测管

道泄漏和研究气体运动。

由此，小小的稀有气体元素在日常生活中却发挥着极多的作用。化学，是

生活多姿多彩!