惰性气体
定义与特性 惰性气体,又称稀有气体或高贵气体,是指元素周期表上的0族元素(IUPAC新规定:18族),它们在常温下全部是以单原子为分子的气体。这些气体具有较低的反应活性,化学性质极为稳定,难以与其他元素发生化学反应。
种类 惰性气体共有7种,分别是氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn,放射性)和气奥(Og,放射性,人造元素)。其中,气奥(Og)是以人工合成的稀有气体,原子核非常不稳定,半衰期很短,只有5毫秒。
物理性质 惰性气体都是无色、无臭、无味的,微溶于水,溶解度随分子量的增加而增大。它们的分子都是由单原子组成的,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。
应用 由于惰性气体的化学稳定性,它们在工业方面主要应用在照明设备、焊接和太空探测。例如,氦气用于深海潜水,避免氧中毒及氮麻醉的症状;氖灯射出的红光,在空气里透射力很强,可以穿过浓雾。此外,一些生产部门常用它们来作保护气,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。
非惰性气体
定义 非惰性气体指的是那些不属于0族元素的气体,它们在元素周期表上位于其他族,具有较高的反应活性,能够与其他元素发生化学反应。
种类 非惰性气体包括但不限于以下几种:
- 氮气(N2):虽然氮气在常温下化学性质相对稳定,但在高温高压或催化剂的作用下,可以与其他元素发生反应,如与氢气反应生成氨气。
- 氧气(O2):氧气是一种高度反应性的气体,能够与大多数元素发生反应,尤其在燃烧过程中扮演重要角色。
- 二氧化碳(CO2):尽管二氧化碳在常温下较为稳定,但它可以与水反应生成碳酸,也可以在高温下与碳反应生成一氧化碳。
- 氯气(Cl2):氯气是一种强氧化剂,能够与许多金属和非金属发生剧烈反应,生成各种氯化物。
应用 非惰性气体因其反应活性,广泛应用于化学工业、冶金、医疗等领域。例如,氧气用于医疗急救和金属切割,氮气用于食品保鲜和制造氨气,二氧化碳用于灭火和碳酸饮料的生产,氯气用于水处理和消毒。
总结来说,惰性气体以其极低的反应活性和稳定性在特定领域发挥重要作用,而非惰性气体则因其反应活性而在更广泛的化学和工业过程中被广泛应用。
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