在200多年以前,人們已經(jīng)知道,空氣里除了少量的二氧化碳、水蒸氣外,其余的就是氮?dú)夂脱鯕狻?nbsp;
1785年,英國(guó)科學(xué)家卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),把不含二氧化碳、水蒸氣的空氣除去氧氣和氮?dú)夂螅杂泻苌倭康臍堄鄽怏w存在。這種現(xiàn)象在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起化學(xué)家的重視。一百多年后,英國(guó)物理學(xué)家雷利測(cè)定氮?dú)獾拿芏葧r(shí),發(fā)現(xiàn)從空氣里分離出來(lái)的氮?dú)饷可|(zhì)量是1.2572克,而從含氮物質(zhì)制得的氮?dú)饷可|(zhì)量是1.2505克。經(jīng)多次測(cè)定,兩者質(zhì)量相差仍然是幾毫克??少F的是雷利沒(méi)有忽視這種微小的差異,他懷疑從空氣分離出來(lái)的氮?dú)饫锖袥](méi)被發(fā)現(xiàn)的較重的氣體。于是,他查閱了卡文迪許過(guò)去寫(xiě)的資料,并重新做了實(shí)驗(yàn)。1894年,他在除掉空氣里的氧氣和氮?dú)庖院?,得到了很少量的極不活潑的氣體。與此同時(shí),雷利的朋友、英國(guó)化學(xué)家拉姆塞用其它方法從空氣里也得到了這樣的氣體。經(jīng)過(guò)分析,判斷該氣體是一種新物質(zhì)②。由于這氣體極不活潑,所以命名為氬(拉丁文原意是“懶惰”)。以后幾年里,拉姆塞等人又陸續(xù)從空氣里發(fā)現(xiàn)了氖氣、氦氣、氪氣和氙氣。
氬、氦、氪、氖、氙等氣體總稱(chēng)稀有氣體,這些氣體都是沒(méi)有顏色,沒(méi)有氣味的。過(guò)去,人們認(rèn)為這些氣體不跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),曾把它們叫做惰性氣體。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在一定的條件下,有些稀有氣體也能跟某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成其它物質(zhì)。由于稀有氣體的特殊性質(zhì),它在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用。
人們利用稀有氣體一般不跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的這種性質(zhì),在一些工業(yè)生產(chǎn)中,常常把它們用作保護(hù)氣。例如,作為麻醉劑,氙氣在醫(yī)學(xué)上也很受重視。用電弧焊接火箭、飛機(jī)、輪船、導(dǎo)彈等用的不銹鋼、鋁或鋁合金等時(shí),可以用氬氣來(lái)隔絕空氣,防止金屬在高溫下跟其它物質(zhì)起反應(yīng)。還可以把氬氣和氮?dú)饣旌铣淙霟襞堇铮篃襞萁?jīng)久耐用。稀有氣體在通電時(shí)會(huì)發(fā)出有色的光。因此,它們?cè)陔姽庠粗杏刑厥獾膽?yīng)用。燈管里充入氬氣,通電時(shí)會(huì)發(fā)出紫藍(lán)色光;充入氦氣,通電時(shí)會(huì)發(fā)出粉紅色光;充入氖氣,通電時(shí)會(huì)發(fā)出紅光,這種光能穿透濃霧,所以氖燈可用作航空、航海的指示燈。五光十色的霓虹燈就是利用稀有氣體的這種性質(zhì)制成的。在石英玻璃管里充入氙氣的氙燈,通電時(shí)能發(fā)出比熒光燈強(qiáng)幾萬(wàn)倍的強(qiáng)光,因此叫做“人造小太陽(yáng)”。這種燈可用于廣場(chǎng)、體育場(chǎng)、飛機(jī)場(chǎng)等的照明。氖氣、氪氣、氙氣還可用于激光技術(shù)等方面。氦氣在原子反應(yīng)堆技術(shù)中可用作冷卻劑。
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