來看看氬氣的特別之處,氬Ar作為0族元素的一員,它的單質(zhì)氬氣也是惰性氣體中最為常見的。人類對氬氣的開發(fā)和利用一直在不斷的進行中,為什么其他的稀有氣體不能擔(dān)當(dāng)這個責(zé)任呢?
一、氬氣是最后一個能形成化合物的惰性氣體
在原子量較大、電子數(shù)較多的惰性氣體原子中,最外層的電子離原子核較遠(yuǎn),所受的束縛相對較弱。如果遇到吸引電子強的其他原子,這些最外層電子就會失去,從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
1962年,加拿大化學(xué)家首次合成了氙和氟的化合物。此后,氡和氪各自的化合物也出現(xiàn)了。
而在21世紀(jì),芬蘭赫爾辛基大學(xué)的科學(xué)家在英國《自然》雜志上報告說,他們首次合成了惰性氣體元素氬的穩(wěn)定化合物——氟氬化氫,分子式為HArF。
這樣,6種惰性氣體元素氦、氖、氬、氪、氙和氡中,就只有原子量最小的氦和氖尚未被合成穩(wěn)定化合物了。
有報道稱魔酸可以將氖氣質(zhì)子化,但是生成的僅僅只是配合物,并且沒有值得信任的文獻可查,所以氬氣將是目前人們在惰性氣體化合上最后一個能形成穩(wěn)定化合物的氣體了。
惰性氣體可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、光學(xué)應(yīng)用等領(lǐng)域,合成惰性氣體穩(wěn)定化合物有助于科學(xué)家進一步研究惰性氣體的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用技術(shù)。
二、氬氣的理化性質(zhì)決定了它的地位
在氬、氪、氙、氡這四種“活潑”的惰性氣體中,氪氣的提純成本相當(dāng)大,極純的氪氣有時甚至需要從核反應(yīng)堆中提煉;氙氣對人體有麻醉作用,氙氣氧氣按照7:3的比例混合使人吸入3分鐘后便會失去意識;同樣的,化合物最多的氡氣已經(jīng)在前幾年被列為一級致癌物,氡氣可致人患肺癌,其放射性也是非常強的。
所以我們的氬氣直接成為了惰性氣體中的翹楚,無毒無害,并且提純的成本不高,低純的氬氣只需分離空氣就可輕易得到。
三、氬氣的運用領(lǐng)域
用作電弧焊接(切割)不銹鋼、鎂、鋁、和其它合金的保護氣體。熱處理工藝也用于代替氮氣和氨氣,效果更是超過氮氣和氨氣,不銹鋼熱處理時采用氬氣保護折彎效果更好不易斷裂。
還用于鋼鐵、鋁、鈦和鋯的冶煉中。
放電時氬發(fā)出紫色輝光,又用于照明技術(shù)和填充日光燈、光電管、照明管等。
在釀酒的過程中,啤酒桶里的填充物,它可以把氧氣置換,以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。
熱處理工藝也用于代替氮氣和氨氣,效果更是超過氮氣和氨氣,不銹鋼熱處理時采用氬氣保護折彎效果更好不易斷裂。
健康危害:普通大氣壓下無毒。高濃度時,使氧分壓降低而發(fā)生窒息。氬濃度達(dá)50%以上,引起嚴(yán)重癥狀;75%以上時,可在數(shù)分鐘內(nèi)死亡。當(dāng)空氣中氬濃度增高時,先出現(xiàn)呼吸加速,注意力不集中,共濟失調(diào)。
繼之,疲倦乏力、煩躁不安、惡心、嘔吐、昏迷、抽搐,以致死亡。液態(tài)氬可致皮膚凍傷;眼部接觸可引起炎癥。毒理學(xué)資料及環(huán)境行為危險特性:若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險。