氦、氖、氬、氪、氙、氡六種氣體,叫做惰性氣體,說實在的,它們“懶”得也的確有點出奇,它們很難與別的物質作用,生成真正的化合物。1972年,制得了氙與金屬的化合物。當然,新的化合物還可以繼續(xù)被制得,但是無論如何,惰性氣體還是以“懶惰”聞名的,因為它們對多數物質仍是不理不睬的。
這究竟是什么緣故呢?要揭開這個謎,就得從原子構造的“內幕”說起。
任何物質都是由原子組成的,原子又是原子核和圍繞著原子核旋轉的電子組成的。不同物質的原子,它們擁有的電子數目是各不相同的。比如:26號元素鐵,它所擁有的電子數目,就等于鐵元素的原子序數,它的原子也就擁有26個電子,而79號元素金,它的原子擁有79個電子。
不過這些電子,并不是亂七八糟地堆在一起,而是有條不紊地按一定規(guī)則,一層一層地分布在原子核周圍的。而且每一層該有多少個電子最穩(wěn)定,是有規(guī)定的,最外一層該有幾個電子最穩(wěn)定,也有一定。對于多數原子來說,最外層有8個電子時是穩(wěn)定結構。氫和氦以2個電子為穩(wěn)定結構,還有一些其他原子是以別的數目為自己的穩(wěn)定結構。
可是事實上,原子最外層的電子,卻常常不恰好是穩(wěn)定結構,所以只要有機會,它們總是會想出各種巧妙的方法,使最外層的電子數目能成為自己的穩(wěn)定結構。比如氯原子最外層的電子是7個,而對氯原子來說,8個電子才是自己的穩(wěn)定結構,因此當兩個氯原子組成分子時,每一個氯原子都拿出一個電子作為雙方公用,這樣一來,氯分子中的每一個氯原子,最外層就都成為自己的穩(wěn)定結構了。
在適當的條件下,各種元素相遇時常常會彼此化合,變成化合物,其實,這也是為了滿足各種原子都能變成最外層電子是穩(wěn)定結構的一種手段,比如氯原子最外層是7個電子,而鈉原子呢?最外層只有1個電子,倒數第二層是8個電子(鈉的最外層也是以8個電子為穩(wěn)定結構),因此當氯原子一有機會碰上鈉原子,氯原子就會想奪取鈉原子最外層的那個電子,而鈉原子也巴不得把自己的這一個電子送掉,這樣當氯和鈉一結合,就變成氯化鈉,(這就是我們所吃的食鹽),里面的氯原子和鈉原子也都滿足了自己最外層是8個電子的穩(wěn)定結構。
當電子一層一層排布時,排到最外一層恰好正是自己的穩(wěn)定結構的機會有沒有呢?當然有的。氦、氖、氬、氪、氙、氡這六種氣體,除了氦是以2個電子為穩(wěn)定結構以外,其他5個惰性氣體都是以最外層有8個電子為穩(wěn)定結構的。而事實上惰性氣體最外層的電子數目,恰好氦是2個,其他都是8個,也就是說,它們原來都已經是穩(wěn)定結構,當然,它們也就不想和“別人”進行化合了。
惰性氣體這種對多數物質都懶得理睬的脾氣,對人們來說,倒是很有用的,比如用氦代替氫氣來填充氣球和飛艇的氣囊,使用時就很安全;氦和氧氣混合制成的人造空氣,可供潛水員和治療缺氧性疾。缓ず蜌暹常被用作焊接時被氧化;人們還用氖氣,氬氣灌入玻璃管來做霓虹燈,用氙氣裝入石英玻璃管里制氙燈等。
來源:學科網化學
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