地球大气中除了惰性气体,大部分的气体源自生物,请问那三种气体是例外 地球大气中为什么 氮气和氧气特别多

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-14
稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡等6 种元素,又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族,因此亦称零族元素.稀有气体的单质在常温下为气体,且除氩气外,其余几种在大气中含量很少(尤其是氦),故得名“稀有气体”...

空气中发现的第一个惰性气体是氖是对还是错?~

这句话是错误的,空气中发现的第一个惰性气体应该是“氩”。
惰性气体

简介
稀有气体的特性可以用现代的原子结构理论来解释:它们的最外电子层的电子已“满”(即已达成八隅体状态),所以它们非常稳定,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),因此它们仅在很小的温度范围内以液态存在。
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。
“noblegases”在十九世纪被化学家发现以来,由于深入理解其性质而多次改名。原本它们被称为稀有气体(raregases),因为化学家认为它们是很罕见的。不过,这种说法只适用其中部分元素,并非所有都很少见。例如氩气(Ar,argon)在地球大气层的含量占0.9%,胜过二氧化碳;而氦气(He,helium)在地球大气层的含量确实很少,但在宇宙却是相当充沛,它占有25%,仅次于氢。所以化学家又改称为惰性气体(又称钝气,inertgases),表示它们的反应性很低,不曾在自然中出现化合物过。对于那些早期需借由化合物来寻找元素的科学家,这些元素是比较难以寻找的。不过,最近的研究指出他们是可以和其他元素结合成化合物(此即稀有气体化合物),只是需要借助人工合成的方式。故最后改称为贵重气体(又称贵族气体、贵气体或高贵气体,noblegases),这个称呼是源自德语的Edelgas所翻译来的,是由雨果·埃德曼于1898年所定名。“noble”与黄金等的“贵金属”类似,表示它们不易发生化学反应,但并非不能产生任何化合物。
在中文译名方面,两岸三地有着不同的称呼。中国大陆全国自然科学名词审定委员会于1991年公布的《化学名词》中正式规定“noblegases”称为稀有气体一词。香港教育局的《中学化学科常用英汉词汇》称“noblegases”为(高)贵气体,而一般社会仍有使用惰性气体的称呼。而台湾方面,由国立编译馆的国家教育研究院建议常称“noblegases”为惰性气体,比较少用钝气、稀有气体等,然而最近也有被称为高贵气体。
惰性气体保存

理化性质
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。
稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为1s2),是最稳定的结构,因此,在通常条件下不与其它元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰性元素。
除氦以外,稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的,它们都具有稳定的8电子构型。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。因此,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,而且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)。直到1962年,英国化学家N˙巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用,制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6],以后又陆续合成了其他惰性气体化合物,并将它的名称改为稀有气体。
空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。
第0族包括氦、氖、氩、氪、氙和氡共六种元素,统称为稀有气体。
稀有气体元素的基本性质列于下表中。


应用范围
随着工业生产和科学技术的发展,稀有气体越来越广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术以至日常生活里。
利用稀有气体极不活动的化学性质,有的生产部门常用它们来作保护气。例如,在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属,以及制造半导体晶体管的过程中,常用氩作保护气。原子能反应堆的核燃料钚,在空气里也会迅速氧化,也需要在氩气保护下进行机械加工。电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝氧化,以延长灯泡的使用寿命。
1.稀有气体通电时会发光。
世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的(霓虹灯的英文原意是“氖灯”)。氖灯射出的红光,在空气里透射力很强,可以穿过浓雾。因此,氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上。灯管里充入氩气或氦气,通电时分别发出浅蓝色或淡红色光。有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气等四种气体(也有三种或两种的)的混合物。由于各种气体的相对含量不伺,便制得五光十色的各种霓虹灯。人们常用的荧光灯,是在灯管里充入少量水银和氩气,并在内壁涂荧光物质(如卤磷酸钙)而制成的。通电时,管内因水银蒸气放电而产生紫外线,激发荧光物质,使它发出近似日光的可见光,所以又叫做日光灯。
2.利用稀有气体可以制成多种混合气体激光器。
氦-氖激光器就是其中之一。氦氖混合气体被密封在一个特制的石英管中,在外界高频振荡器的激励下,混合气体的原子间发生非弹性碰撞,被激发的原子之间发生能量传递,进而产生电子跃迁,并发出与跃迁相对应的受激辐射波,近红外光。氦-氖激光器可应用于测量和通讯。
3.氦气是除了氢气以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞艇里,不会着火和发生爆炸。
液态氦的沸点为-269℃,是所有气体中最难液化的,利用液态氦可获得接近绝对零度(-273.15℃)的超低温。氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸,因为在压强较大的深海里,用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升,体内逐渐恢复常压时,溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡,对微血管起阻塞作用,引起“气塞症”。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气,就不会发生上述现象。温度在2.2K以上的液氦是一种正常液态,具有一般液体的通性。温度在2.2K以下的液氦则是一种超流体,具有许多反常的性质。例如具有超导性、低粘滞性等。它的粘度变得为氢气粘度的百分之一,并且这种液氦能沿着容器的内壁向上流动,再沿着容器的外壁往下慢慢流下来。这种现象对于研究和验证量子理论很有意义。
4.氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。
利用这个原理,可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时,氩气受到宇宙射线的照射。照射得越厉害,氩气发生电离也越强烈。卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球,人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和强度。
5.氪能吸收X射线,可用作X射线工作时的遮光材料。
氙灯还具有高度的紫外光辐射,可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里,引起细胞的麻醉和膨胀,从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用80%氙和20%氧组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。在原子能工业上,氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在。
6.氪、氙的同位素还被用来测量脑血流量等。
氡是自然界唯一的天然放射性气体,氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的氡子体,进入人体的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌。一般在劣质装修材料中的钍杂质会衰变释放氡气体,从而对人体造成伤害。体外辐射主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果,会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。
然而,氡也有着它的用途,将铍粉和氡密封在管子内,氡衰变时放出的α粒子与铍原子核进行核反应,产生的中子可用作实验室的中子源。氡还可用作气体示踪剂,用于检测管道泄漏和研究气体运动。

  具体原因如下:
  早期大气来自于地球形成早期从灼热的地壳中溢出的气体,推测主要由甲烷(CH4)、氨(NH3)、氢(H2)、水(H2O)等组成。
  因为火山爆发所喷出的气体是二氧化碳(CO2)、氨(NH3)、氮(N2)、二氧化硫(SO2)、甲烷(CH4)、氢(H2)和水蒸气(H2O),这些气体在地球冷却前飞向空中,等到地球冷却,逃出的气体因重力而覆盖地球形成最原始的大气。其中水蒸气凝结成为水,而二氧化碳、二氧化硫溶于水中变成溶液,因此大气剩下氨、氢和甲烷,这就是被我们所认为的原始大气。
  看得出来自由氧不是原本就存在的,是由细菌,像是蓝细菌或者蓝绿藻在距今大约20亿年前演变至能进行光合作用之后产生的,是生物把原本固定在地壳中的氧元素释放到大气中。
  但氧气是强氧化物,氧气一出现,原始大气中的氨、氢和甲烷都不稳定了,最终它们被氧化为CO2, N2和H2O,氧气改造了还原性的原始大气后, 距今大约5亿年,氧浓度的增加使生物能发展出多细胞的动物性生物。这些多细胞的动物性生物的出现使大气中氧元素含量达到一个相对平衡。
  氮气大量存在的主要原因是,它是最稳定的氮化物。容易产生,却不易被消耗,很难被生物利用。


#蒙彪刘# 地球上为什么会有生物的存在 -
(18449578984): 如果是从普通观点解释就是楼上的 原始海洋提供了充足的有机物,经过漫长的化合,稳定的化合物形成,逐渐形成大分子,比如蛋白质等,为生命存在提供可能,它们继续结合,演化,就形成了最初的生命体. 还可以从人存理论解释 正是因为地球上有生命才会有人问这种问题

#蒙彪刘# 地球的大气层有哪几种气体组成? -
(18449578984): 地球上的大气是由多种气体组成的混合体,并含有水汽和部分杂质.它的主要成分是氮、氧、氩等.在80-100公里以下的低层大气中,气体成为可分为两部分:一部分是“不可变气体成分”,主要指氮、氧、氩三种气体.这几种气体成分之间维持固定的比例,基本上不随时间、空间而变化.另一部分为“易变气体成分”,以水汽、二氧化碳和臭氧为主,其中变化最大的是水汽.总之,大气这种含有各种物质成分的混合物,可以大致分为干洁空气、水汽、微粒杂质和新的污染物.

#蒙彪刘# 求问地球早期大气中气体的主要来源是什么啊? -
(18449578984): 大气层来源于地球早期活跃的火山喷发,这其中还涉及到原始地壳和原始海洋的形成.

#蒙彪刘# 空气中有哪些气体? -
(18449578984): 氮气,氧气,二氧化碳,稀有气体(也称惰性气体),其他气体和杂质

#蒙彪刘# 为什么地球会有大气 地球大气 是怎么产生的 -
(18449578984): 地球大气层是如何形成的?众说份去.一般情况下人们认为:地球大气的演化大致经历了原始大气、次生大气和现在大气三个过程. 最初,在地球形成的过程中,一边是绕着太阳运动,一边吸附着轨道上的微尘和气体.当地球表面逐渐冷凝为固...

#蒙彪刘# 地球的大气层是怎样产生的?大神们帮帮忙 -
(18449578984): 继续:大气层的形成 大气是泛指包围星体的气态物质层,形成大气层.这样的星体可以是恒星、行星和卫星. 所有的恒星都有大气. 在太阳系的九大行星中拥有大气的有金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星,仅有水星因...

#蒙彪刘# 下列关于生命起源的说法中,正确的是( ) - 作业帮
(18449578984):[选项] A. 原始大气中存在着氧气和二氧化碳等气体 B. 米勒的模拟实验表明,原始地球上能形成构成生物体的蛋白质等有机物 C. 目前关于生命起源的各阶段都有了实验依据 D. 现在的环境条件下,地球上一般不会再形成原始生命

#蒙彪刘# 大气中的氮气是怎么来的?
(18449578984): 摘录一段文字,你看了就知道氮气是怎么来的了. 地球大气的两次“生命” 大约在46亿年前,地球从太阳星云中分离出来的星际物质演化而来,它的基本成分是氢气和氮...

#蒙彪刘# 大气层的主要气体是什么补充:是两个主要的
(18449578984): 是氮气、氧气.

#蒙彪刘# 〖大气是怎么形成的``
(18449578984): 在地球形成的初期,原始的大气被太阳风吹散,由于地球本身质量的引力吸缩,放射性同位素衰变以及陨星的撞击,使冷凝的地球又迅速增温,估计温度高达1500K~2000K.原始地球又处于熔融状态,但随着物质的重新组合和分化,原先在地...