[科普中国]-元素周期表中的新家族——稀有气体

生活中，我们常常会看到很多小朋友手里拿着可爱的气球，可是如果一不小心气球没抓紧，就会飘到天上去。到底气球里充的是什么气体呢，竟然能飞上天空。难道是氢气？其实是氦气。氦气比空气轻，是一种无色、无臭的惰性气体，不像氢气那样易燃易爆，十分安全。

那氦气又是什么呢？氦气属于一种稀有气体。稀有气体是元素周期表上的0组元素，又叫惰性气体。稀有气体共有七种，它们是氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）、气奥（Og），它们大约占空气总体积的1%。最早被发现的是氩，1894年就被探测到了，它同时也是最常见的惰性气体。其他惰性气体是后来才发现的，它们在地球上的含量都非常少。

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，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。由于稀有气体除氦的最外层电子是2个电子外，其他稀有气体最外层都是8个电子，其原子结构稳定，不易得到电子或者失去电子，不易发生化学反应。所以化学性质很不活泼，不仅很难与其他元素化合，而且自身也是以单原子分子的形式存在，原子之间仅存在着微弱的范德华力（分子间作用力，又称范德瓦尔斯力）。直到1962年，英国化学家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，这证明了“惰性气体”也可以在一定条件下和其他物质发生反应，而非以前认为的完全“惰性”，因此将它的名称改为“稀有气体”。

作为电子量最小的氦，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。每个氦原子只有两个电子，所以其惰性比其他的惰性气体要高出几倍，也是最不喜欢参与化合反应的稀有气体，这也是氦气常用于飞船或广告气球中充入气体的重要原因。又因为氦气密度比水小且稳定不可燃烧，可以代替氢气充汽艇，也可以利用氦气和氧气的混合物代替空气供潜水呼吸等。

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、尖端科学技术以及日常生活里。比如氩气是目前工业上应用很广的稀有气体，它的性质十分不活泼，既不能燃烧，也不助燃。在飞机制造、造船、原子能工业和机械工业部门，对特殊金属，例如铝、镁、铜及其合金和不锈钢进行焊接时，往往用氩作为焊接保护气，防止焊接件被空气氧化或氮化。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创，转载时务请注明出处。