元素序號:2
元素符號:He
元素名稱:氦
元素原子量:4.003
元素類型:非金屬
發(fā)現(xiàn)人:楊森
發(fā)現(xiàn)年代:1868年
發(fā)現(xiàn)過程: 1868年,法國的楊森,最初從日冕光譜內(nèi)發(fā)現(xiàn)太陽中有新元素,即氦。
元素描述: 是惰性元素之一。其單質(zhì)氦氣,分子式為 He,是一種稀有氣體,無色、無臭、無味。它在水中的溶解度是已知氣
體中最小的,也是除氫氣以外密度最小的氣體。密度0.17847克/升,熔點-272.2℃(26個大氣壓)。沸點-268.9℃。它是最難液化的一種氣體,其臨界溫度為-267.9℃。臨界壓力為2.25大氣壓。當(dāng)液化后溫度降到-270.98℃以下時,具有表面張力很小,導(dǎo)熱性很強(qiáng),粘性很強(qiáng)的特性。液體氦可以用來得到接近絕對零度(-273.15℃)的低溫?;瘜W(xué)性質(zhì)十分不活潑,既不能燃燒,也不能助燃。
元素來源: 氦是放射性元素分裂的產(chǎn)物,α質(zhì)點就是氦的原子核。在工業(yè)中可由還氦達(dá)7%的天然氣中提取。也可由液態(tài)空氣中
用分餾法從氦氖混合氣體中制得。
元素用途: 用它填充電子管、氣球、溫度計和潛水服等。也用于原子核反應(yīng)堆和加速器、冶煉、和焊接時的保護(hù)氣體。
元素輔助資料: 1868年8月18日,法國天文學(xué)家詹森赴印度觀察日全食,利用分光鏡觀察日珥,從黑色月盤背面如出的紅色火焰,看見有彩色的彩條,是太陽噴射出來的幟熱其他的光譜。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線,接近鈉光譜總的D1和D2線,日食后,他同樣在太陽光譜中觀察到這條黃線,稱為D3線。1868年10月20日,英國天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。
經(jīng)過進(jìn)一步研究,認(rèn)識到是一條不屬于任何已知元素的新線,是因一種新的元素產(chǎn)生的,把這個新元素命名為 helium,來自希
臘文helios(太陽),元素符號定為He。這是第一個在地球以外,在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)念這件事,當(dāng)時鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌,一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說中的太陽神阿波羅(Apollo)像,另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像,下面寫著:1868年8月18日太陽突出物分析。
過了20多年后,萊姆塞在研究釔鈾礦時發(fā)現(xiàn)了一種神秘的氣體。由于他研究了這種氣體的光譜,發(fā)現(xiàn)可能是詹森和洛克耶發(fā)現(xiàn)的
那條黃線D3線。但由于他沒有儀器測定譜線在光譜中的位置,他只有求助于當(dāng)時最優(yōu)秀的光譜學(xué)家之一的倫敦物理學(xué)家克魯克斯???br/>魯克斯證明了,這種氣體就是氦。這樣氦在地球上也被發(fā)現(xiàn)了。
元素序號:10
元素符號:Ne
元素名稱:氖
元素原子量:20.18
元素類型:非金屬
發(fā)現(xiàn)人:萊姆塞、特拉威斯
發(fā)現(xiàn)年代:1898年
發(fā)現(xiàn)過程: 1898年,英國的萊姆塞、特拉威斯蒸發(fā)液體氫時,在最先溢出的氣體光譜中發(fā)現(xiàn)了氖。
元素描述: 稀有氣體元素之一,無色,無臭,無味,氣體密度0.9092克/升,液體密度1.204克/厘米3,熔點-248.67℃,沸點-245.9℃,化學(xué)性質(zhì)極不活潑,電離能21.564電子伏特,不能燃燒,也不助燃,在一般情況下部生成化合物,氣態(tài)氖為單原子分子,氖還有一個特殊性質(zhì)是氣體與液體體積之比,大多數(shù)深冷液態(tài)氣體在室溫條件下產(chǎn)生500到800體積的氣體,而氖則生成大于1400體積的氣體。這就為它的貯藏和運輸帶來方便。100升空氣中含氖約1.818毫升。
元素來源: 由空氣分離塔在制取氧氮氣的同時,從中可以提取氖氦的混合氣體,在經(jīng)液氫冷凝法或活性炭硅膠的吸附作用,便
可得到氖。
元素用途: 大量用于高能物理研究,讓氖充滿火花室來探測和微粒的行徑。也是制造霓虹燈和指示燈的好原料,和氬混合使用
會有美麗的藍(lán)光產(chǎn)生,也可用來填充水銀燈和鈉蒸氣燈。液體氖還用來做制冷劑。
元素輔助資料: 萊姆塞在發(fā)現(xiàn)氬和氦后,研究了它們的性質(zhì),測定了它們的原子量。接著他考慮它們在元素周期表中的位置。
因為,氦和氬的性質(zhì)與已發(fā)現(xiàn)的其他元素都不相似,所以他提議在化學(xué)元素周期表中列入一族新的化學(xué)元素,暫時讓氦和氬作為這一
族的成員。他還根據(jù)門捷列夫提出的關(guān)于元素周期分類的假說,推測出該族還應(yīng)該有一個原子量為20的元素。
在1896~1897年間,萊姆塞在特拉威斯的協(xié)助下,試圖用找到氦的同樣方法,加熱稀有金屬礦物來獲得他預(yù)言的元素。他們試驗了大量礦石,但都沒有找到。最后他們想到了,從空氣中分離出這種氣體。但要將空氣中的氬除去是很困難的,化學(xué)方法基本無法使用。只有把空氣先變成液體狀態(tài),然后利用組成它成分的沸點不同,讓它們先后變成氣體,一個一個地分離出來。把空氣變成液體,需要較大的壓力和很低的溫度。而正是在19世紀(jì)末,德國人林德和英國人漢普森同時創(chuàng)造了致冷機(jī),獲得了液態(tài)空氣。1898年5月24日萊姆塞獲得漢普森送來的少量液態(tài)空氣。萊姆塞和特拉威斯從液態(tài)空氣中首先分離出了氪。接著他們又對分離出來的氬氣進(jìn)行了反復(fù)液化、揮發(fā),收集其中易揮發(fā)的組分。1898年6月12日他們終于找到了氖(neon),元素符號Ne,來自希臘文neos(新的)。
元素序號:18
元素符號:Ar
元素名稱:氬
元素原子量:39.95
元素類型:非金屬
發(fā)現(xiàn)人:瑞利
發(fā)現(xiàn)年代:1894年
發(fā)現(xiàn)過程: 1894年,英國的瑞利,從空氣中除去氧、氮后,在對少量氣體做光譜分析時發(fā)現(xiàn)氬。
元素描述: 其單質(zhì)為無色、無臭和無味的氣體。是稀有氣體中在空氣中含量最多的一個,100升空氣中約含有934毫升。密度
1.784克/升。熔點-189.2℃。沸點-185.7度。電離能為15.759電子伏特?;瘜W(xué)性極不活潑,按化合物這個詞的一般意義來說,它是不會形成任何化合物的。氬不能燃燒,也不能助燃。
元素來源: 可從空氣分餾塔抽出含氬的餾分經(jīng)氬塔制成粗氬,再經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和物理吸附方法分出純氬。
元素用途: 氬的最早用途是向電燈泡內(nèi)充氣。焊接和切割金屬也使用大量的氬。用作電弧焊接不銹鋼、鎂、鋁和其他合金的保
護(hù)氣體。
元素輔助資料: 19世紀(jì)末期,英國物理學(xué)家瑞利勛爵發(fā)現(xiàn)利用空氣除雜制得的氮氣和從氨制得的氮氣的密度有大約是千分之一
的差別。他在當(dāng)時很有名望的英國《自然》雜志上發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn),并請大家?guī)退治銎渲械脑颉惗卮髮W(xué)化學(xué)教授萊姆塞推斷空
氣中的氮氣里可能含有一種較重的未知氣體。他們兩人又各自做了大量的實驗,終于發(fā)現(xiàn)了在空氣中還存在一種密度幾乎是氮氣密度
一倍半的未知氣體。
1894年8月13日,英國科學(xué)協(xié)會在牛津開會,瑞利作報告,根據(jù)馬丹主席的建議,把新的氣體叫做argon(希臘文意思就是“不工作”、“懶惰”)。元素符號Ar。
當(dāng)然,當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的氬,實際上是氬和其他惰性氣體的混合氣體,正是因為氬在空氣中存在的惰性氣體的含量占絕對優(yōu)勢,所以它
作為惰性氣體的代表被發(fā)現(xiàn)。
氬的發(fā)現(xiàn)是從千分之一微小的差別開始的,是從小數(shù)點右邊第三位數(shù)字的差別引起的,不少化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn),許多科學(xué)技術(shù)的發(fā)
明創(chuàng)造,都是從這種微小的差別開始的。
元素序號:36
元素符號:Kr
元素名稱:氪
元素原子量:83.80
元素類型:非金屬
發(fā)現(xiàn)人:萊姆塞、特拉威斯
發(fā)現(xiàn)年代:1898年
發(fā)現(xiàn)過程: 1898年,英國的萊姆塞和特拉威斯用光譜分析液態(tài)空氣蒸發(fā)后所剩下的殘余氣體時,發(fā)現(xiàn)了氪。
元素描述: 無色、無嗅、無味。密度3.736克/升(氣),2.155克/厘米3(液,-156.9℃)。熔點-156.6℃,沸點-152.30±0.10℃。第一電離能13.999電子伏特。氪原子的外殼是電子已填滿了的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。所以它的化學(xué)性質(zhì)極不活潑,不能燃燒,也不能助燃。具有能吸收X射線的性能。
元素來源: 100升空氣中約含氪0.114毫升,可從大型的空氣液化分離塔內(nèi),在制氧或氮的同時抽出的餾分中分出制得。
元素用途: 主要用來充填電燈和各種電子器件。也可作X射線工作時的遮光材料。它和氬的混合物廣泛用于充填螢光燈。
元素輔助資料: 萊姆塞在發(fā)現(xiàn)氬和氦后,研究了它們的性質(zhì),測定了它們的原子量。接著他考慮它們在元素周期表中的位置。
因為,氦和氬的性質(zhì)與已發(fā)現(xiàn)的其他元素都不相似,所以他提議在化學(xué)元素周期表中列入一族新的化學(xué)元素,暫時讓氦和氬作為這一
族的成員。他還根據(jù)門捷列夫提出的關(guān)于元素周期分類的假說,推測出該族還應(yīng)該有原子量為20、82、129的元素。
在1896~1897年間,萊姆塞在特拉威斯的協(xié)助下,試圖用找到氦的同樣方法,加熱稀有金屬礦物來獲得他預(yù)言的元素。他們試驗了大量礦石,但都沒有找到。最后他們想到了,從空氣中分離出這種氣體。但要將空氣中的氬除去是很困難的,化學(xué)方法基本無法使用。只有把空氣先變成液體狀態(tài),然后利用組成它成分的沸點不同,讓它們先后變成氣體,一個一個地分離出來。把空氣變成液體,需要較大的壓力和很低的溫度。而正是在19世紀(jì)末,德國人林德和英國人漢普森同時創(chuàng)造了致冷機(jī),獲得了液態(tài)空氣。1898年5月24日萊姆塞獲得漢普森送來的少量液態(tài)空氣。萊姆塞和特拉威斯從液態(tài)空氣中成功分離出了一種新氣體。萊姆塞決定把它叫做krypton(Kr),來自希臘文krptos(隱藏)。
元素序號:54
元素符號:Xe
元素名稱:氙
元素原子量:131.3
元素類型:非金屬
發(fā)現(xiàn)人:萊姆塞、特拉威斯
發(fā)現(xiàn)年代:1898年
發(fā)現(xiàn)過程: 1898年,英國的萊姆塞和特拉威斯,在分餾液態(tài)氪時發(fā)現(xiàn)了氙。
元素描述: 無色、無嗅、無味。是惰性氣體的一種。密度5.887±0.009克/升,3.52克/厘米3(液),2.7克/厘米3(固)。熔點-111.9℃,沸點-107.1±3℃。電離能12.130電子伏特。是非放射性惰性氣體中唯一能形成在室溫下穩(wěn)定的化合物的元素,能吸收X射線。在較高溫度或光照射下可與氟形成一系列氟化物如XeF2、XeF4及XeF6等。氙也能與水、氫醌和苯酚一類物質(zhì)形成弱鍵包合物。
元素來源: 從大型的空氣液化分離塔內(nèi),在制氧或氮的同時抽出的餾分中分出。
元素用途: 由于它具有極高的發(fā)光強(qiáng)度,在照明技術(shù)上用來充填光電管、閃光燈合氙氣高壓燈。氙氣高壓燈具有高度的紫外光
輻射,可用于醫(yī)療技術(shù)方面。
元素輔助資料: 萊姆塞在發(fā)現(xiàn)氬和氦后,研究了它們的性質(zhì),測定了它們的原子量。接著他考慮它們在元素周期表中的位置。
因為,氦和氬的性質(zhì)與已發(fā)現(xiàn)的其他元素都不相似,所以他提議在化學(xué)元素周期表中列入一族新的化學(xué)元素,暫時讓氦和氬作為這一
族的成員。他還根據(jù)門捷列夫提出的關(guān)于元素周期分類的假說,推測出該族還應(yīng)該有原子量為20、82、129的元素。
1898年,萊姆塞在特拉威斯的協(xié)助下先后發(fā)現(xiàn)了氪、氖。后來,由于獲得新式空氣液化設(shè)備的幫助,他們制備了大量的氪和氖,反復(fù)幾次液化、揮發(fā),在同年7月12日從其中又分離出一種惰性氣體氙xenon(Xe),來自希臘文xenos(奇異的)。
元素序號:86
元素符號:Rn
元素名稱:氡
元素原子量:[222]
元素類型:非金屬
發(fā)現(xiàn)人:多恩(F.E.Dorn)
發(fā)現(xiàn)年代:1900年
發(fā)現(xiàn)過程: 1900年由德國人多恩(F.E.Dorn)在鈾制品中發(fā)現(xiàn)。
元素描述: 第一電離能10.748電子伏特。無色氣體。密度9.73克/升。熔點-71℃,沸點-61.8℃。易被吸附在活性碳、硅膠
其他吸附劑上,從而可從氣體雜質(zhì)中分離出來;加熱到約350℃,又可從活性碳上脫附。溶于水。
元素來源: 由鐳、釷等放射性元素蛻變而獲得。
元素用途: 由于氡具有放射性,衰變后成為放射性釙和α粒子,因此可供醫(yī)療用。用于癌癥的放射治療;用充滿氡氣的金針插
進(jìn)生病的組織,可殺死癌細(xì)胞。
元素輔助資料: 物理學(xué)和化學(xué)家們在研究物質(zhì)的放射性時發(fā)現(xiàn),放射物質(zhì)周圍的空氣也會變得具有放射性。
19世紀(jì)末,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了釷不斷放出一種氣態(tài)的放射性物質(zhì),并確定它是化學(xué)惰性的,并且具有較高的原子量。由于來自于釷
,就稱它為釷射氣,符號為ThEm。1918年德國化學(xué)家施密特按惰性氣體氬、氖等命名方式,稱它為thoron,元素符號定為Tn,正式承認(rèn)它是一種元素。1900年德國物理學(xué)家多恩同樣發(fā)現(xiàn)了鐳射氣radium emantion,符號為RaEM。1918年,施密特又把它改稱radon,元素符號定為Rn。另外在1903年,還發(fā)現(xiàn)一種錒射氣actinium emantion, AcEm;以及一種惰性氣體niton。后來人們發(fā)現(xiàn)釷射氣是氡220,錒射氣是氡219,niton是氡222。
氡是地殼中放射性鈾、鐳和釷的蛻變產(chǎn)物,是一種惰性氣體,因此地殼中含有放射性元素的巖石總是不斷的向四周擴(kuò)散氡氣,使
空氣中和地下水中多多少少含有一些氡氣。強(qiáng)烈地震前,地應(yīng)力活動加強(qiáng),氡氣不僅運移增強(qiáng),含量也會發(fā)生異常變化,如果地下含
水層的地應(yīng)力作用下發(fā)生形變,就會加速地下水的運動,增強(qiáng)氡氣的擴(kuò)散作用,引起氡氣含量的增加,所以測定地下水中氡氣的含量
增加可以作為一種地震前兆。
由于氡是一種放射性元素,如果長期呼吸高濃度氡氣,將會造成上呼吸道和肺傷害,甚至引發(fā)肺癌。氡為19種致癌物質(zhì)之一。