
1. 空气是由多种气体组成的混合物,其中主要成分的体积分数如下:
- 氮气(N2):约78.1%
- 氧气(O2):约20.9%
- 稀有气体:约0.939%,包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)
- 二氧化碳(CO2):约0.031%
- 其他气体和杂质:约0.03%,例如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)和水蒸气(H2O)等
2. 氮气在空气中的作用包括作为填充保护气体,液氮可用作制冷剂,同时也是合成氨工业的重要原料之一。
3. 氧气对生物至关重要,用于有氧呼吸,同时也是助燃剂,在电焊等工艺中作为纯氧使用。
4. 稀有气体在空气中的含量约为0.94%,它们包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。这些气体无色、无味、无臭,微溶于水,其溶解度随分子量的增加而增加。
5. 稀有气体分子由单个原子组成,具有很低的熔点和沸点,随着原子量的增加,这些物理性质会增大。在低温下,稀有气体可以液化。
6. 稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为1s2),这种结构最稳定,因此在通常条件下不与其他元素反应,被认为化学性质极不活泼。
7. 稀有气体的电子亲和势接近零,具有很高的电离势,因此在一般条件下不容易形成化学键。
8. 直到1962年,英国化学家N. 巴利特利用强氧化剂PtF6与氙反应,制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6],之后其他惰性气体化合物也被合成,它们的名称后来被改为稀有气体。
9. 空气是制取稀有气体的主要原料。通过液态空气分级蒸馏可以得到稀有气体混合物,再利用活性炭低温选择吸附法,可以将稀有气体分离开来。