飞翔的林胖 25-03-11 09:00

当我们从左到右扫过元素周期表的每一行,我们遇到的原子所含的质子数就越来越多。电子轨道向内吸引,因此右边的原子体积变得越来越小,也越来越贪婪。
第17族元素中有氟、氯、溴。可是到了第18族,奇怪的事情发生了,这一族中有氦、氖、氩、氪、氙、氡,它们是最不活跃的元素。他们都不情愿参与成键,因此它们最早被命名为惰性气体。不过后来我们知道,在必要的条件下,第18族元素也会和其他元素发生反应。所以这些气体后来被称为稀有气体。我们知道氦氢之所以成为世界上最强的酸,是因为氦不愿意成键。那么这些最不活跃的元素跟氟、氯会如何反应呢?
根据量子规则,电子轨道以特定的形状固定,又以特定的距离分组。第一组轨道在原子核周围挤成一团,而第二组轨道却距离很远。外部轨道被内部轨道排斥,两者中间的区域就是s区。这些轨道被称为壳,这也说明了为什么元素会呈现周期性。当我们从一行的开头转向尾部,就是在填满特定壳层的轨道。一层填满后,电子就跳到另一个更高的地方,填充下一层,并在元素周期表上创建新的一行。
当填满一个壳层时,得到的元素就是稀有气体。这些原子的所有轨道都是满的,因此没有地方容纳想要进入的电子。原子的体积也很小,这意味着它们会紧紧抓住自己的电子,不给别人。因此稀有气体不太可能接受或给出电子,这使得它们不容易成键。过去几十年里已经出现了几十种稀有气体的化合物,但这仍然很罕见。
这些元素十分无聊且乏味,但不发生反应的特性也很有用。比如白炽灯灯丝使用钨丝做的,在通电的时候会发光。钨丝发光的时候会变热,与氧气发生反应。为了避免这个问题,我们用氩气代替空气,由于钨丝不与氩气反应,灯丝就能继续工作。
我们也可以用稀有气体来呈现出鲜艳色彩。如果把稀有气体充入玻璃管,用电流连接两段,稀有气体的原子就会震动。电子在电流的最用下会向外推开,但很快又回到原位,这个过程就会发出特定的光束。除了稀有气体之外,所有气体都会发生反应,原子重新排列直到达到稳定。稳定意味着没有多余能量,光束在发出之后就会立刻消失。但稀有气体非常不情愿,只是不停的来回跳跃,源源不断地发光。氖气发红光,氦气发橙光,氩气发蓝光,氪气发绿光,氙气发蓝绿光。氖(Neon)是最早被发现的,因此我们把这些耀眼的气体管称为霓虹灯(Neon lights)。

发布于 上海