玻璃内的惰性气体检测惰性气体检测

概述

惰性气体（稀有气体）是元素周期表上的0族元素所组成的气体。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体，很难进行化学反应。稀有气体共有七种，它们是氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn，放射性）、气奥（Og，放射性，人造元素）。其中Og是以人工合成的稀有气体，原子核非常不稳定，半衰期很短，只有5毫秒。根据元素周期律，估计Og比氡更活泼。理论计算显示，它可能会非常活泼。碳族元素鈇（Fl）表现出与稀有气体相似的性质

空气中约含0.94%（体积百分）的稀有气体，其中绝大部分是氩气。

稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。

稀有气体原子的外层电子结构为ns2np6（氦为1s2），是稳定的结构，它们的特性可以用现代的原子结构理论来解释：它们都具有稳定的8电子构型。它们的外电子层的电子已“满”（即已达成八隅体状态），它们非常稳定，极少进行化学反应，至今只成功制备出几百种稀有气体化合物。每种稀有气体的熔点和沸点十分接近，温度差距小于10°C（18°F），它们仅在很小的温度范围内以液态存在。稀有气体的电子亲合势都接近于零，与其它元素相比较，它们都有很高的电离势。稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性质很不活泼，不仅很难与其它元素化合，自身也是以单原子分子的形式存在，原子之间仅存在着微弱的范德华力（主要是色散力）。

经气体液化和分馏方法可从空气中获得氖、氩、氪和氙，而氦气通常提取自天然气，氡气则通常由镭化合物经放射性衰变后分离出来。稀有气体在工业方面主要应用在照明设备、焊接和太空探测。氦也会应用在深海潜水。如潜水深度大于55米，潜水员所用的压缩空气瓶内的氮要被氦代替，以避免氧中毒及氮麻醉的征状。另一方面，由于氢气非常不稳定，容易燃烧和爆炸，现今的飞艇及气球都采用氦气替代氢气。

稀有气体元素的基本性质列于下表中。

性质

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

颜色

无色

光谱颜色（放电管中）

粉红

红

蓝紫

蓝绿

亮白色

-

气体密度(g/L)

0.1785

0.9002

1.7809

3.708

5.851

9.73

熔点(K)

0.95

24.5

84.0

116.6

161.2

202.2

沸点(K)

4.25

27.3

87.5

120.3

166.1

208.2

溶解度(mol/L,293K)

13.8

14.7

37.9

73

110.9

临界温度(K)

5.25

44.45

153.15

210.65

289.75

377.65

气化热(kJ/mol)

0.09

1.8

6.3

9.7

13.7

18.0

*:在2.6MPa下

原子序数

2

10

18

36

54

86

原子量

4.00

20.18

39.95

83.80

131.3

222.0

价电子结构

1s

2s2p

3s3p

4s4p

5s5p

6s6p

原子（范得华）半径(pm)

122

160

191

198

第Ⅰ电离势(kJ/mol)

2372

2081

1521

1351

1170

1037

第Ⅱ电离势(kJ/mol)

5250

3952

2666

2350

2046

恒压热容Cp(J/K·mol)

20.79

热容商Cp/Cν

1.65

1.64

1.66

1.69

1.67

气体检测标准

GB/T3634.2-2011GB/T16942-2009GB/T16943-2009GB/T5832.2-2008GB/T14604-2008GB/T14599-2008GB/T8979-2008GB/T4844-2011ASTMD2622-2011ASTD5197-2009GB/T15909-2007