化學常識

★懶惰的氣體

氦、氖、氬、氪、氙、氡六種氣體,叫做惰性氣體。說實在的,它們“懶”得也的確有點出奇,它們很難與別的物質作用,生成真正的化合物。直到近些年來,人們想盡了辦法,才製出了氙、氪、氡的氟化物,以後又製得了二氧化氙、三氧化氙等化合物。1972年,甚至還製得了氙與金屬的化合物。當然,新的化合物還可能繼續被製得,但是無論如何,惰性氣體還是以“懶惰”聞名的,因為它們對多數物質仍是不理不睬的。

這究竟是什麽緣故呢?要揭開這個謎,就得從原子構造的“內幕”說起。

任何物質都是由原子組成的,原子又是由原子核和圍繞著原子核旋轉的電子組成的。不同物質的原子,它們擁有的電子數目是各不相同的。比如26號元素鐵,它所擁有的電子數目,就等於鐵元素的原子序數,它的原子也就擁有26個電子;而79號元素金,它的原子擁有79個電子;而近年來發現的107號元素,就擁有107個電子。

不過這些電子,並不亂七八糟地堆在一起,而是有條不紊地按一定的規則,一層一層地分布在原子核周圍的。而且每一層該有多少個電子最穩定,是有規定的,最外一層該有幾個電子才最穩定,也有規定。對於多數原子來說,最外層有8個電子時是穩定結構。氫和氦以2個電子為穩定結構,還有一些其他原子是以別的數目為它們自己的穩定結構。

可是事實上,原子最外層的電子,卻常常不恰好是穩定結構,所以隻要有機會,它們總是會想出各種巧妙的方法,使最外層的電子數目能成為自己的穩定結構。比如氯原子最外層的電子是7個,而對氫原子來說,8個電子才是自己的穩定結構,因此當兩個氫原子組成分子時,每一個氯原子都拿出一個電子作為雙方公用,這樣一來,氯分子中的每一個氯原子,最外層就都成為自己的穩定結構了。

在適當的條件下,各種元素相遇時常常會彼此化合,變成化合物,其實,這也是為了滿足各種原子都能變成最外層電子是穩定結構的一種手段。比如氯原子最外層是7個電子,而鈉原子呢?最外層隻有1個電子,最外的第二層是8個電子(鈉的最外層也是以8個電子為穩定結構),因此當氯原子一有機會碰上鈉原子,氯原子就會想奪取鈉最外層的那一個電子,而鈉原子也巴不得把自己的這一電子送掉,這樣當氯和鈉一結合,就變成氨化鈉(食鹽),裏麵的氫原子和鈉原子也都滿足了自己最外層是8個電子的穩定結構。

當電子一層一層排布時,排到最外一層恰好正是自己的穩定結構的機會有沒有呢?當然有的。氦、氖、氬、氪、氙、氡這六種惰性氣體,除了氦是以2個電子為穩定結構以外,其他五個惰性氣體都是以最外層有8個電子為穩定結構的。而事實上惰性氣體最外層的電子數目,恰好氦是2個,其他都是8個,也就是說,它們原來都已經是穩定結構,當然,它們也就不大想和“別人”進行化合了。