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不稀有的“稀有氣體”
稀有氣體是指元素周期表上所有0族元素對(duì)應(yīng)的氣體單質(zhì)，也稱為惰性氣體。在常溫常壓下，稀有氣體是無色無味的單原子氣體，在大氣中以游離狀態(tài)存在，很難進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
稀有氣體共有7種，它們是氦氣（He）、氖氣（Ne）、氬氣（Ar）、氪氣（Kr）、氙氣（Xe）、氡氣（Rn，放射性）、氣奧（Og，放射性，人造元素）。其中Og是人工合成的稀有氣體，原子核非常不穩(wěn)定，其原子序數(shù)和原子量為所有已發(fā)現(xiàn)元素中最高的，也是人類已合成的最重元素。
稀有氣體并不稀有，在地球大氣層中，氬是含量最高的稀有氣體，其體積分?jǐn)?shù)為0.923%，勝過二氧化碳（0.03%）。在接近地球表面的空氣中，1000升空氣中含有9.2升氬、18毫升氖、5毫升氦、1毫升氪和0.09 毫升氙。在地殼中，氬的豐度比溴、汞的豐度還大。氦在宇宙中的含量多達(dá)23%。
稀有氣體廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)等科技領(lǐng)域以及日常生活中。
利用稀有氣體極不活潑的化學(xué)性質(zhì)，有的生產(chǎn)部門常用它們來作保護(hù)氣。在焊接精密零件或鎂、鋁等活潑金屬，以及制造半導(dǎo)體晶體管的過程中，常用氬作保護(hù)氣。電燈泡里充氬氣可以減少鎢絲的氣化和防止鎢絲氧化，延長(zhǎng)燈泡的使用壽命。氦是氣相色譜法中的載色劑、溫度計(jì)的填充氣，并用于蓋革計(jì)數(shù)器和氣泡室等輻射測(cè)量設(shè)備中。氦和氬都用作焊接電弧的保護(hù)氣和賤金屬的焊接及切割的惰性保護(hù)氣。它們?cè)谄渌苯疬^程和半導(dǎo)體工業(yè)硅的生產(chǎn)中同樣有著廣泛應(yīng)用。
稀有氣體通電時(shí)會(huì)發(fā)光。世界上第一盞霓虹燈是填充氖氣制成的。氖燈射出的紅光，在空氣里透射力很強(qiáng)，可以穿過濃霧。氖燈常用在機(jī)場(chǎng)、港口、水陸交通線的燈標(biāo)上。燈管里充入氬氣或氦氣，通電時(shí)分別會(huì)發(fā)出淺藍(lán)色或淡紅色光。有的燈管里充入了氖、氬、氦、水銀蒸氣等四種氣體（也有三種或兩種的）的混合物，由于各種氣體的相對(duì)含量不同，便制得各種五光十色的霓虹燈。氪可降低燈絲的蒸發(fā)率而常用于色溫和效率更高的白熾燈，特別在鹵素?zé)糁锌蓪㈦磁c少量碘或溴的化合物混合充入。氙通常用于氙弧燈，因?yàn)樗鼈兊倪B續(xù)光譜與日光相似，這種燈可用于電影放映機(jī)和汽車前燈等。
利用稀有氣體可以制成多種混合氣體激光器。氦-氖激光器就是其中之一，可應(yīng)用于測(cè)量和通訊。氦氖混合氣體被密封在一個(gè)特制的石英管中，在外界高頻振蕩器的激勵(lì)下，混合氣體的原子間發(fā)生非彈性碰撞，被激發(fā)的原子之間發(fā)生能量傳遞，進(jìn)而產(chǎn)生電子躍遷，并發(fā)出與躍遷相對(duì)應(yīng)的受激輻射波，近紅外光。
稀有氣體也可用于準(zhǔn)分子激光器，這是因?yàn)樗鼈兛尚纬啥虝捍嬖诘碾娮蛹ぐl(fā)態(tài)受激子。這些用于激光器的受激子可能是稀有氣體二聚體，例如Ar2、Kr2或Xe2，更有可能是與鹵素結(jié)合的受激子，例如ArF、KrF、XeF或XeCl。這些激光器產(chǎn)生波長(zhǎng)較短的紫外線，其中ArF產(chǎn)生的紫外線波長(zhǎng)為193nm，而KrF為248nm。這種高頻率的激光使高精密成像成為現(xiàn)實(shí)。