空气中稀有气体有哪些:种类与占比
空气中稀有气体有哪些,指地球低层干洁大气里天然存在的氦、氖、氩、氪、氙这五种惰性单原子气体,它们化学性质稳定,常温下很难发生化学反应,其中氩气在大气中的体积占比约0.934%,是含量最高的稀有气体,氦约5.24×10⁻⁶,氖约18.2×10⁻⁶,氪约1.14×10⁻⁶,氙约0.087×10⁻⁶;注意该数值针对海平面附近干洁空气,高海拔、密闭工业车间、放射性衰变富集区域的实测浓度会出现偏移,氡虽然也属于稀有气体,但属于放射性气体,主要来自地壳铀钍衰变,不属于常规大气稳定组分,很多基础教材列举空气组分时不会把氡纳入常规空气稀有气体清单。
空气中稀有气体有哪些,各组分基础属性
稀有气体属于元素周期表第18族元素,原子最外层电子达到稳定结构,常态以单原子分子形式存在,无色无味,难溶于水,沸点很低,低温加压条件下可以液化。你在中学化学、地理学科考试答题时,标准答案一般只写氩、氖、氦、氪、氙五种,答题时不要额外加入氡,否则会和教材常规口径产生偏差。
| 气体名称 | 元素符号 | 大气体积分数 | 常见用途 |
|---|---|---|---|
| 氩 | Ar | 约0.934% | 焊接保护气、灯泡填充气 |
| 氖 | Ne | 约18.2ppm | 霓虹灯、激光器件 |
| 氦 | He | 约5.24ppm | 低温超导、气球充气 |
| 氪 | Kr | 约1.14ppm | 特种照明、高能激光 |
| 氙 | Xe | 约0.087ppm | 氙气大灯、医学麻醉 |
空气中稀有气体有哪些,提取分离方法
工业上获取这些稀有气体,依托的是深冷空分法,也就是将空气净化、压缩之后降温液化,再利用不同稀有气体沸点存在差异,通过精馏塔逐级分离提纯。氩气因为沸点和氧气、氮气比较接近,空分提取时分离难度相对更大,需要配套专门的氩精馏单元。氦气除空分提取外,工业更多从含氦天然气中提取,单纯依靠空气提取氦气成本偏高,因为大气里氦浓度很低。
氙在大气中含量极低,空分装置只有配套专门的提氙系统才能回收,普通小型空分设备一般不单独回收氙和氪,大多随尾气排放,只有大型空分装置才会增设氪氙富集单元。
空气中稀有气体有哪些,易混淆知识点辨析
很多学习者容易把氮气、二氧化碳误当成稀有气体,氮气是双原子分子,化学性质虽然稳定,但不属于18族惰性气体,二氧化碳是化合物,同样不属于稀有气体,这是考试高频错误点。还有一类误区认为稀有气体完全不能发生任何化学反应,实际上在特殊高压、强放电等极端条件下,部分重稀有气体可以生成化合物,比如氙可以形成氙氟化物,该性质不影响它在普通大气环境下稳定存在的特点。
依据《环境空气质量标准》GB3095-2012,该标准管控的常规大气污染物不包含这五种稀有气体,标准监测项目以二氧化硫、二氧化氮、PM2.5、臭氧等污染物为主,稀有气体本身不属于大气污染物,日常环境监测一般不对这几种气体做常规在线监测。
大气中的氦会缓慢向宇宙空间逃逸。
你如果是备考中考、高中化学,记忆优先顺序建议先记氩气含量最高,再依次记住氖、氦、氪、氙含量递减,配合元素符号同步记忆,做题时优先匹配教材定义,区分常规大气稀有气体和放射性氡,避免答题口径错误。
