惰性氣體的應用
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。