惰性最强的元素.docx

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1、惰性最强的元素我们在地球上所见到的一切东西都是由元素化合而成 的，而有些元素与其他元素相比，显得不大愿意参与化合 反响。然而，在1988年年初，一位名叫W 科克W. Koch 的美国化学家证明，即使最不合群的元素也可以诱使它参 与化合反响。最不喜欢结合的元素是一组被称作“惰性气体“惰性 一词的英文原意是“高贵，异调注：英文中惰性气体为“inert gas或 noble gas , inert意为惰性 的，而“noble意为“高贵的这些元素之所以被以 此相称，是与它们孤傲、排他的特性有关的元素。惰性气体共有六种，按照原子量递增的顺序排列，依次是 氢、氤、氤、然、氤、氯。在通常情况下，它们不与其他

2、元 素化合，而仅以单个原子的形式存在。事实上，这些原子对于它们自己同类中的其他原子的存在 也漠不关心，甚至不愿互相靠近到可以形成液体的程度， 因而在常温下，它们都不会液化。它们全是气体，存在于 大气之中。首先被发现的惰性气体是氟，1894年就被探测到。它也是 最常见的惰性气体，占大气总量的1%.其他惰性气体几年之 后才被发现，它们在地球上的含量很少。当一个原子向另一个原子转移电子或与另一个原子共享电 子时，它们便相互化合了。惰性气体不愿这么做，其原因是 它们的原子中的电子分布得非常匀称，要想改变其位置就 需要输入很大的能量，这种情况是不大可能发生的。较大的惰性气体原子，例如氯，它的最外层的电子

3、参与化 合反响者与原子核离得较远。因此，外层电子与原子核之 间的吸引力相对来说比拟弱。由于这一原因，氮是惰性气体 中惰性最弱的，只要化学家创造出适宜的条件，也最容易 迫使氢参与化合反响。较小的惰性气体原子，其最外层电子离原子核比拟近。这些 电子被抓得比拟牢固，使其原子难以与其他原子发生化合 反响。事实上，化学家已经迫使原子比拟大的惰性气体氯、 氤、，与氟和氧那样的原子进行化合，氟与氧特别喜欢接 受其他原子的电子。原子更小一些的惰性气体氢、氤、已经小到惰性 十足的程度，迄今为止任何化学家都无法使它们参与化合 反响。原子最小的惰性气体是氨。在所有各类元素中，它是最不喜 欢参与化合反响的，也是惰性最

4、强的元素。甚至氢原子本身 之间也极不愿意结合，因而直到温度降到4K时，才能变成 液态。液态氮是能够存在的温度最低的液体，它对于科学家 研究低温是至关重要的。氢在大气中只有微量的存在，不过当像铀与牡这样的放射 性元素衰变时，也能生成氮。这种积聚过程发生在地下，因 而在一些油井中能产生氯。这种资源很有限，不过至今尚未 耗尽。每个氢原子只有两个电子，它被氢原子核束缚得如此之紧， 以至要想抓走其中的一个电子，比之任何其他原子而言， 要付出更多的能量。面对这样紧的束缚，那么是否能使氢原 子放弃一个电子，或与其他原子共享一个电子，从而产生 化合反响呢？为了计算电子的行为，化学家采用了一种被称为“量子力 学

5、的数学体系，这是在20世纪20年代创立的。化学家科 克把它的原理应用到对氢的研究中。比方。假设一个镀原子有四个电子与一个氧原子有八个电子进行化合反响。 在化合过程中，钺原子交出两个电子给氧原子，从而使它 们结合在一起。用量子力学进行计算的结果说明，钺原子中 背对着氧原子的那一侧电子出现的几率非常小。根据量子力学方程，如果一个氢原子参与进来。它就会与钺 原子上电子出现几率非常小的那一侧共享两个电子，从而 形成氢-钺-氧的化合物。迄今为止，还没有其他原子化合反响能够产生俘获氢原子 的条件，而且即便是氢-钺-氧，也只有在足以使空气液化 的温度条件下，或许能结合在一起。现在对于化学家来说，必须对在极低温度条件下的物质进行研究，看看是否真能 够通过实践证实理论，迫使氢参与化合反响，从而打垮这 种惰性最强的元素！