惰性气体有哪些,常用的惰性气体有( 三 )
根据量子力学方程 , 如果一个氦原子参与进来 。 它就会与铍原子上电子出现几率非常小的那一侧共享两个电子 , 从而形成氦-铍-氧的化合物 。
迄今为止 , 还没有其他原子化合反应能够产生俘获氦原子的条件 , 而且即便是氦-铍-氧 , 也只有在足以使空气液化的温度条件下 , 或许能结合在一起 。 现在对于化学家来说 , 必须对在极低温度条件下的物质进行研究 , 看看是否真能够通过实践证实理论 , 迫使氦参与化合反应 , 从而打垮这种惰性最强的元素!
惰性气体共有六种 , 按照原子量递增的顺序排列 , 依次是氦、氖、氩、氪、氙、氡 。
最不喜欢结合的元素是一组被称作“惰性气体”(“惰性”一词的英文原意是“高贵” , (异调注:英文中惰性气体为“inert gas”
或“noble gas” , “inert”意为“惰性的” , 而“noble”意为“高贵的”)这些元素之所以被以此相称 , 是与它们孤傲、排他的特性有
关)的元素 。
在通常情况下 , 它们不与其他元素化合 , 而仅以单个原子的形式存在 。 事实上 , 这些原子对于它们自己同类中的其他原子的存在也漠
不关心 , 甚至不愿互相靠近到可以形成液体的程度 , 因而在常温下 , 它们都不会液化 。 较大的惰性气体原子 , 例如氡 , 它的最外层的电子(参与化合反应者)与原子核离得较远 。 因此 , 外层电子与原子核之间的吸引力相对来说比较弱 。 由于这一原因 , 氡是惰性气体中惰性最弱的 , 只要化学家创造出合适的条件 , 也最容易迫使氡参与化合反应 。 较小的惰性气体原子 , 其最外层电子离原子核比较近 。 这些电子被抓得比较牢固 , 使其原子难以与其他原子发生化合反应 。 事实上 , 化学家已经迫使原子比较大的惰性气体——氪、氙、氡 , 与氟和氧那样的原子进行化合 , 氟与氧特别喜欢接受其他原子的电子 。 原子更小一些的惰性气体——氦、氖、氩——已经小到惰性十足的程度 , 迄今为止任何化学家都无法使它们参与化合反应 。
原子最小的惰性气体是氦 。 在所有各类元素中 , 它是最不喜欢参与化合反应的 , 也是惰性最强的元素 。 甚至氦原子本身之间也极不愿
意结合 , 因而直到温度降到4K时 , 才能变成液态 。 液态氦是能够存在的温度最低的液体 , 它对于科学家研究低温是至关重要的 。
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 。 这种积聚过程发生在地下 , 因而在一些油井中
能产生氦 。 这种资源很有限 , 不过至今尚未耗尽 。
每个氦原子只有两个电子 , 它被氦原子核束缚得如此之紧 , 以至要想抓走其中的一个电子 , 比之任何其他原子而言 , 要付出更多的能
量 。 面对这样紧的束缚 , 那么是否能使氦原子放弃一个电子 , 或与其他原子共享一个电子 , 从而产生化合反应呢?
为了计算电子的行为 , 化学家采用了一种被称为“量子力学”的数学体系 , 这是在20世纪20年代创立的 。 化学家科克把它的原理应用
到对氦的研究中 。 比如.假设一个铍原子(有四个电子)与一个氧原子(有八个电子)进行化合反应 。 在化合过程中 , 铍原子交出两个电子给氧原子 , 从而使它们结合在一起 。 用量子力学进行计算的结果表明 , 铍原子中背对着氧原子的那一侧电子出现的几率非常小 。
根据量子力学方程 , 如果一个氦原子参与进来 。 它就会与铍原子上电子出现几率非常小的那一侧共享两个电子 , 从而形成氦-铍-氧的
化合物 。
迄今为止 , 还没有其他原子化合反应能够产生俘获氦原子的条件 , 而且即便是氦-铍-氧 , 也只有在足以使空气液化的温度条件下 , 或许能结合在一起 。 现在对于化学家来说 , 必须对在极低温度条件下的物质进行研究 , 看看是否真能够通过实践证实理论 , 迫使氦参与化合反应 , 从而打垮这种惰性最强的元素!
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