
1. 物理性质:氮气在标准大气压和温度为0°C(273.15K)时呈无色无味。它是地球大气中最丰富的成分,大约占78.12%。氮气的密度大约为1.25g/L,在常温常压下难溶于水,每1体积水可溶解约0.02体积的氮气。氮气在常温下不易液化,但在高压和低温下可以转化为液体,进一步冷却则形成白色晶状固体。通常储存于专用的黑色钢瓶中。
2. 化学性质:氮气分子由两个氮原子通过三键(N≡N)结合,这使得氮气分子非常稳定。断裂氮气分子中的三键需要吸收大量的能量,大约为941.69kJ/mol。氮气的相对分子质量为28,它在常温常压下不支持燃烧,也不易燃烧。
3. 稀有气体:这些气体通常呈无色、无味、无臭,微溶于水,溶解度随分子量增加而增大。它们由单原子分子组成,具有很低的熔点和沸点,随原子量的增加,这些物理性质会有所增大。稀有气体在低温下可以液化。由于其原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为1s2),它们是最稳定的元素,因此在常温常压下不与其他元素反应,被认为化学性质极不活泼,不易形成化合物。
4. 稀有气体原子的最外电子层由充满的ns和np轨道组成,具有稳定的8电子构型(氦为2电子)。除了氦之外,这些元素的电子亲合势接近于零,电离势高,不易形成化学键。它们在一般条件下不容易得到或失去电子,因此化学活性很低,主要以单原子分子形式存在,仅由微弱的范德华力维系。
5. 制取稀有气体:空气是稀有气体的主要来源。通过液态空气分级蒸馏可以得到稀有气体混合物,进一步利用活性炭低温选择吸附法,可以将稀有气体分离出来。