众所周知稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡。在常温下,稀有气体的单质为气体,且除氩气外,剩余几种在大气中含量很少(尤其是氦),故得名“稀有气体”。
历稀有气体曾被叫作“惰性气体”,这是因为它们的原子.外层电子构型除氦为1s2(上标)外,剩余都是8电子构型(ns2np6,都是上标),而这两类构型都是稳定的结构。因此,稀有气体的化学性质很不活泼,因此过去人们曾认为他们与其他元素之间不会产生化学反应,称之为“惰性气体”。但是正是这种..的概念束缚了人们的思想,阻碍了对稀有气体化合物的研究。1962年,在加拿大工作的26岁的英国青年化学家N。Bartlett合成了..个稀有气体化合物Xe[PtF6](6为下标),引起了化学界的较大兴趣和重视。比较多化学家竞相开展这方面的工作,先后陆续合成了多种“稀有气体化合物”,加快了稀有气体化学的发展。而“惰性气体”一名也不再符合事实,故改称稀有气体。
稀有气体的物理性质和化学性质
空气中约含1%(体积百分)稀有气体,其中比较大一部分是氩。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。它们在低温时都能液化。稀有气体原子的.外层电子结构为ns2np6(氦为1s2),是.稳定的结构,因此,在一般条件下不与其他元素作用,常年以来被认为是化学性质极不活泼,不能产生化合物的惰性元素。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..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,经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。
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高纯气体管道工程应用领域
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常见气体类别:
在电子工业中普通气体,也称大宗气体(Bulkgas):氢气(H2)、氮气(N2)、氧气(O2)、氮气(A2)等;除普通气体外,电子工业还能用到大量的高纯特种气体(Specialtygas),如:SiIH
4、PH
3、B2H
6、CL、HCL、CF
4、POCL
3、BCL
3、SIF
4、CLF
3、C2F
6、N2O等等。这些特殊气体根据气体性质,类别一般划分为腐蚀性、毒性、易燃性、助燃性、惰性等。
半导体行业中使用的电子特种气体,比较多都是对人体有害的。例如,半导体制程工艺zui常见的特种气体:硅烷(SiH4)就具有自燃特性,万一发生泄漏,它们就会与空气中的氧气剧烈反应并开始燃烧。再例如磷烷(PH3)和坤烷(AsH3)也具有性,任何轻微的泄漏均可能对人们的生命造成伤害。正是由于这些显著的风险,因此对于高纯气体供应系统设计的anquan性要求特别高。
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