化學

惰性氣體的應用(Noble Gas Applications)
國立臺灣師範大學化學系黃鈺雅研究生

惰性氣體，又稱稀有氣體、貴氣體、或是鈍氣，正好為週期表第18(8A)族元素，包含有氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)。是一組具有類似性質的化學元素，在標準條件下，它們都是無色、無味、有非常低化學反應性的單原子氣體，而為什麼它們的化學反應性較低且可以單原子的方式存在呢？其原因主要可用原子軌域理論來解釋，惰性氣體最外層電子排列為全滿的狀態，當電子組態在全滿的狀況下最為安定，因此惰性氣體的化學反應性較低，而且可以單原子的方式存在，不類於其它氣體(例如：氧氣O₂、氫氣H₂等…)無法以單原子方式存在。以下分別針對各個惰性氣體之應用做初步介紹：

氦(He，1s²):

氦是最輕的惰性氣體，此氣體不自燃且不助燃，因此常用於冶煉和焊接時的保護氣體，亦可用來填充燈泡和霓虹燈管，還有填充氣球等…此外氦氣在人體血液中之溶解度較低，對於長時間需潛入深海之潛水人員而言，氦氣可填入他們的氧氣瓶，以防止潛水夫病。當氦在液態狀況下，其溫度接近絕對零度，故於超導研究中作為超流體之應用，還常用做化學儀器的冷卻劑和製冷劑。

氖(Ne，1s²2s²2p⁶)

氖因可發出橘紅色亮光，因此日常生活中，此氣體普遍做為霓虹燈或照明用之指示燈所用；此外，氖氣亦常與氦氣結合，作為氣體雷射(gas lasers)，即俗稱之氦氖雷射，雖然單獨的氖氣也可激發雷射光，但氦氖結合後所發出的雷射光的強度高於只有氖時的200倍；而其結構主要係將氦、氖氣體混合放置於同一放電管內，以增強共振腔內之強度。氦氖雷射是屬於低能量雷射，近幾年被皮膚科拿來應用，是溫和且有效的治療方式。

氬(Ar，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶)

氬則是最早被發現且佔空氣含量最高之惰性氣體，亦由於其含量較多之緣故，常作為避免較活潑且易發生化學反應之物質，產生反應作用。例如：在釀酒封裝之過程中，填入氦氣避免酒受氧化而加速酸化。另外，氬氣的導熱率較低，故也常作為隔熱填充材。

鉛毒性(lead toxicity)
國立臺灣師範大學化學研究所碩士生黃子霖

簡介：
鉛(Lead, Pb)，對身體機能會產生各種影響，對許多器官與組織，包含了心臟、骨骼、腸、腎以及生殖和神經系統是有毒害的。尤其會干擾神經系統的發展，造成潛在的學習與行為障礙，以此對兒童的影響特別大。症狀包含了腹痛、混亂、頭痛、貧血、煩躁不安，嚴重的情況下，抽搐、昏迷、並死亡。

鉛中毒的途徑包含了暴露於鉛汙染的空氣、水和土壤以及含鉛產品，例如油漆塗料，含鉛汽油。鉛中毒的診斷是由測量血液或尿液中的鉛含量。美國的疾病預防控制中心(The Centers for Disease Control)建立了血液中含鉛的標準，成人為25 µg/dl，而兒童為10 µg/dl。而鉛汙染的主要治療方式是去除鉛的來源以及螯合療法(使藥劑與鉛螯合，再使其排出體外)。

症狀：
鉛的毒性並沒有已知的安全標準，就算是血液中含量低於10 μg/dL，也是有可能會對人體造成慢性的傷害。現在的有機鉛中毒已經是很罕見的了，因為世界上大部分國家都淘汰了有機鉛化物做為汽油添加劑。有機鉛因為脂溶性高，其毒性比無機鉛強，主要的中毒症狀是中樞神經系統受損。其症狀產生可以是幾個星期到幾個月的少量慢性累積而成，也可以是短時間內高濃度的接觸，而產生的急性症狀。

急性鉛中毒主要的症狀是疼痛，肌肉無力，噁心，嘔吐，腹瀉和便秘，在短時間內吸收大量的鉛會引發休克，急性腎衰竭與溶血(紅血球的破裂)。而從急性鉛中毒康復的病患，經常會有持續的慢性中毒症狀。

慢性鉛中毒主要影響胃腸道，神經肌肉和神經系統。症狀包含喪失短期記憶，噁心，腹痛，四肢麻木和刺痛，睡眠問題，貧血，神經腦部病變以及牙齒產生伯頓線(Burton line)。

圓偏光二色光譜 (Circular Dichroism Spectrum)
臺北市立第一女子高級中學二年級黃昱嘉

旋光(Optical Rotation)

通常光源的方向是呈各種方向散射，經過濾鏡偏極化後則變為單一方向且波長連續的光波，稱線性偏振光(linear polarization)。當此平面偏極光通過具對掌特性分子後，會分成左旋和右旋兩道圓偏極光，由於對掌分子結構上的影響，而使得左旋與右旋圓偏極光在折射率上有所差異，因此在重合後會產生附加的相差，從而使得射出的合成線偏光在角度上產生偏轉，這種現象稱為旋光(optical rotation)。而偏振面旋轉的角度稱為旋光度。朝光源看，偏振面按順時針方向旋轉的稱為右旋；偏振面按逆時針方向旋轉的稱為左旋。