來(lai)看(kan)看(kan)氬氣的(de)特別之(zhi)處,氬Ar作為(wei)0族元素的(de)一員,它的(de)單質(zhi)氬氣也是惰性氣體(ti)(ti)中最(zui)為(wei)常見的(de)。人類對(dui)氬氣的(de)開發和利用一直在不斷的(de)進行中,為(wei)什么其他的(de)稀有氣體(ti)(ti)不能擔當這個責(ze)任(ren)呢?
一、氬氣是最后一個能形成化合物的惰性氣體
在(zai)原子(zi)量(liang)較(jiao)(jiao)大、電子(zi)數較(jiao)(jiao)多的惰性氣(qi)體原子(zi)中,最(zui)外層(ceng)的電子(zi)離原子(zi)核(he)較(jiao)(jiao)遠,所受的束縛(fu)相(xiang)對較(jiao)(jiao)弱。如果(guo)遇到(dao)吸引電子(zi)強的其他(ta)原子(zi),這些(xie)最(zui)外層(ceng)電子(zi)就會失去(qu),從而(er)發生(sheng)化學反應。
1962年,加拿大化(hua)學家首次合成了(le)氙(xian)和氟(fu)的化(hua)合物(wu)。此后,氡(dong)和氪各自的化(hua)合物(wu)也出(chu)現了(le)。
而(er)在(zai)21世紀,芬(fen)蘭赫爾(er)辛基大學(xue)的科(ke)學(xue)家在(zai)英國《自然》雜(za)志上報告說,他們首(shou)次合成了惰性氣(qi)體元素氬的穩(wen)定化合物——氟氬化氫,分子式為HArF。
這樣,6種(zhong)惰性(xing)氣體元素氦(hai)、氖、氬、氪(ke)、氙(xian)和(he)氡中,就只有原子量最小的氦(hai)和(he)氖尚未被(bei)合成穩定化合物了。
有(you)報(bao)道稱魔酸可以將氖氣(qi)質子化(hua),但(dan)是生(sheng)成的僅僅只是配合(he)物,并且沒(mei)有(you)值得信任的文獻可查,所以氬(ya)氣(qi)將是目前(qian)人們在惰性氣(qi)體化(hua)合(he)上最后一個能形成穩定化(hua)合(he)物的氣(qi)體了。
惰(duo)性氣體可廣(guang)泛(fan)應(ying)用于(yu)工業、醫療、光學(xue)應(ying)用等領域(yu),合成(cheng)惰(duo)性氣體穩定化合物有(you)助于(yu)科學(xue)家(jia)進一步研(yan)究惰(duo)性氣體的化學(xue)性質及其應(ying)用技術(shu)。
二、氬氣的(de)(de)理化性質(zhi)決定(ding)了它的(de)(de)地位
在(zai)氬、氪(ke)(ke)、氙(xian)、氡(dong)這(zhe)四種“活潑”的(de)(de)(de)惰性氣(qi)體中,氪(ke)(ke)氣(qi)的(de)(de)(de)提純成本相當大,極(ji)純的(de)(de)(de)氪(ke)(ke)氣(qi)有時甚(shen)至(zhi)需要從核反應堆中提煉(lian);氙(xian)氣(qi)對人體有麻(ma)醉作用,氙(xian)氣(qi)氧氣(qi)按照7:3的(de)(de)(de)比例(li)混合使人吸入3分鐘后便(bian)會(hui)失去(qu)意(yi)識;同樣的(de)(de)(de),化合物(wu)最多的(de)(de)(de)氡(dong)氣(qi)已(yi)經在(zai)前幾(ji)年(nian)被列為(wei)一級致癌物(wu),氡(dong)氣(qi)可致人患肺癌,其放射性也是非常強的(de)(de)(de)。
所以我(wo)們的氬氣(qi)(qi)直接成(cheng)(cheng)為(wei)了(le)惰性(xing)氣(qi)(qi)體中的翹(qiao)楚(chu),無毒(du)無害(hai),并(bing)且提純(chun)的成(cheng)(cheng)本(ben)不高(gao),低純(chun)的氬氣(qi)(qi)只需分離空氣(qi)(qi)就可(ke)輕易(yi)得到。
三、氬(ya)氣的(de)運用領域
用作電弧焊接(jie)(切割)不(bu)銹(xiu)鋼、鎂(mei)、鋁(lv)、和其它合金的保護(hu)氣(qi)體。熱(re)處理工藝也用于代替氮氣(qi)和氨氣(qi),效果更(geng)是超過氮氣(qi)和氨氣(qi),不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)處理時采用氬氣(qi)保護(hu)折彎效果更(geng)好不(bu)易斷裂(lie)。
還用于(yu)鋼(gang)鐵、鋁(lv)、鈦和鋯的冶煉中(zhong)。
放電時氬發出紫色輝光(guang),又用于照明技術(shu)和填充(chong)日光(guang)燈、光(guang)電管(guan)、照明管(guan)等。
在(zai)釀(niang)酒的(de)過程中,啤酒桶里的(de)填充物,它可以(yi)把氧(yang)氣置換,以(yi)避免啤酒桶里的(de)原料被氧(yang)化成乙酸。
熱(re)處理(li)工(gong)藝也用(yong)于代替氮(dan)氣(qi)(qi)和(he)氨(an)氣(qi)(qi),效(xiao)果更(geng)是超過氮(dan)氣(qi)(qi)和(he)氨(an)氣(qi)(qi),不銹鋼(gang)熱(re)處理(li)時(shi)采用(yong)氬(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護折彎效(xiao)果更(geng)好不易斷裂。
健康危害:普通大氣(qi)壓(ya)下無(wu)毒。高(gao)濃度時,使氧分壓(ya)降低而發生(sheng)窒息。氬濃度達50%以上(shang),引起嚴重癥狀;75%以上(shang)時,可(ke)在數分鐘內死亡。當(dang)空氣(qi)中(zhong)氬濃度增高(gao)時,先出現(xian)呼吸加速,注意(yi)力不集中(zhong),共濟(ji)失調。
繼(ji)之,疲(pi)倦乏力、煩(fan)躁不安、惡(e)心、嘔(ou)吐、昏迷、抽搐,以致(zhi)(zhi)死(si)亡。液(ye)態氬可(ke)致(zhi)(zhi)皮膚凍傷;眼部接觸可(ke)引起炎(yan)癥。毒(du)理(li)學(xue)資料及環境行為危險特(te)性:若遇(yu)高熱,容器(qi)內壓(ya)增大(da),有開裂和爆炸的危險。