稀有气体的物理和化学性质
空气中约含1%(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ns2np6(氦为 1s2),是最稳定的结构,因此,在通常条件下不与其他元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰性元素。直到1962年,英国化学家N.巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用,制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6],以后又陆续合成了其他惰性气体化合物,并将它的名称改为稀有气体。
空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。
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℃,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。
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。
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。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。
作为麻醉剂,氙气在医学上很受重视。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%氙气和20%氧气组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。
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℃,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。
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。
氦是除氢以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船或气球里,不会着火和发生爆炸。
氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸。探海潜水员不能用普通的空气呼吸,因为压强加大,气体的溶解度也加大,所以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。当潜水员上升体内逐渐恢复常压的时候,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”。氦在血液里的溶解度比氮小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通的空气,就不会发生以上的现象。
利用液态氦可获得接近绝对零度(-273.15℃)的低温。
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
氖灯常被叫为霓虹灯,受到各种商家的喜爱,因为其能营造出五光十色的环境氛围,增加客户对商家的好感度。氖灯在空气中能够照射到很远的距离,且颜色种类很多,所以将氖灯设计成文字或几何图案后能够很好的吸引住人们的目光。由于氖灯的冷阴极特性,所以其在低温或者普通环境的高温下也具有很强的穿透力,所以其视觉效果十分的好,下面跟随小兔一起了解下氖灯工作原理和特点介绍。
氖灯工作原理:
氖灯利用其放电发光特性,电气特性或兼用两特性,在电器设备、电子线路或仪器仪表中作指示用,在电路元件,在电器设备。电子线路或电路元件用。可以利用氖灯的发光特性,用于各种家用电器和配电板上电源指示用,保险丝监视器,高频电压指示和测电笔指示等。
氖灯工作特点:
高电压,小电流。氖灯管所用高压电源由变压器提供,此种变压器是一种单相变压器,低压输出电压为220V伏交流电,高压输出电压为15000伏,容量为450伏安。也就是说氖灯在正常工作时,氖灯变压器来限制灯管回路中通过最大电流。根据安全要求,一般氖灯变压器的次级空载电压不大于15000伏,次级短路电流比正党运行电流高昂15-25%。常用氖灯变压器的容量为节能变压器130伏安、手剪600伏、镇流器起动500伏、为450伏安,初级电压220伏,电流2安次级电压15000伏,电流24毫安,次级短路电流30毫安。它能点亮管径中12mm,展开长度为12m的灯管。一般 通过特殊设计的漏磁式变压器给氖灯供电,其工人作线路、电源接通过后,变压器次级产生的高电压使灯管内气体电离,发出彩色的辉光。灯的启动电压与灯管长度成正比,与管径大小成反比,并与所充气体的种类和气压有关。
氖灯是一种利用气体电离辉光放电的器件,当氖灯辉光放电导通时,氖灯的电流不大于1mA,启辉电压在110V之间,稳定电压为几十伏,使用的寿命也比较长,氖灯的工作特点是高电压、小电流。氖灯使用的注意事项就是检查好电路的连接和氖灯是否会漏气,如果氖灯是完好的,就可以正常的使用,如果氖灯有破裂的情况,就不要使用了,因为氖气可能已经外漏,而且氖灯破裂了也不会发光,所以会造成一定的返工情况,尽量的避免各种问题的出现,才能更好的运作氖灯的功能和效应。高压氖灯使用的是,注意氖灯的电流大小和电压的范围控制,加电阻之后能承受的耐压和氖灯寿命是否发生了变化。氖灯是气体放电灯,是新兴的照明行业,所谓氖灯就是采用氖这种惰性气体来进行放电而起到照明作用的灯具产品,氖灯的使用非常广泛,由于其发光颜色多为橙色,因此被广泛的应用于现代城市的霓虹灯中,来达到装扮城市的作用。用氖气填充在真空管里制成的灯,通过电流时能发红色的光,亮度随电压大小而变,光线能透过烟雾,多用做信号灯。LED灯是直接将电能转化成发光物,氖灯是利用气体带动发光的。氖灯和led灯的外观结构还是比较相近的,使用的产品也是比较广泛的。
氖灯常见的规格是4X10 、5X13、3X10、 6X16 、6X18 和6X20,在生活中使用比较频繁的型号有NE-2H准高亮度、NE-2Y黄色氖灯、NE-2W白色氖灯、UHB超高亮度氖灯、NE-2G绿色氖灯、NE-2B蓝色氖灯和NE-2标准亮度等。氖灯的使用寿命也是非常强的,如红色氖灯在长时间的连续工作下,其依然可以保持两千小时左右的使用寿命。以上就是小兔为大家介绍的氖灯工作原理和特点。
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Al是铝,金属,但性质有些接近非金属;Ar是氩,惰性气体;
Ge是锗,金属,但性质有些接近非金属;
Ne是氖,惰性气体.
能做半导体的元素都是在元素周期表上处于金属和非金属交界的元素.惰性气体是一定不行的.因此应该是Al和Ge.
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