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科技日历|121年前的今天,科学家们在伦敦大学学院发现氙

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 Connor Feng • 2019-07-12 18:23:52 来源:前瞻网 E1007G0

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来源:视觉中国

1898年7月12日,拉姆齐(William Ramsay)和特拉维斯(Morris W.Travers)在伦敦大学学院发现氙。

在此之前,他们从液态空气中提取了氖,氩和氪,但他们还疑惑空气中是否还包含着其它气体。后来,工业家Ludwig Mond给了他们一台新的液态空气机,他们用它提取了更多的稀有气体氪。经过多次蒸馏,他们终于分离出了一种更重的气体,这种气体在真空管中发出漂亮的蓝色光芒。他们意识到它是气体元素“惰性”组的又一个成员,而因为其在化学上是惰性的,所以他选择“ξένος(xenos)”这个希腊文命名氙,意为“陌生的”。

氙在常温常压下为无色无臭无毒的惰性气体,无色,不能燃烧,也不助燃。气体相对密度5.887±0.009,液态相对密度3.52(100℃),固体相对密度2.7(-140℃)。临界温度16.6℃,临界压力58.2×100 Pa,临界密度1.155。是相对原子质量最大、密度最大的天然稀有气体。在放电管中为蓝色至绿色的气体,能吸收X射线。

由于氙在高压电的作用下能够发光,并且能够吸收X射线,所以氙气广泛用于电子、电光源工业。用氙气充填的灯泡与相同功率的充氩灯泡相比,具有发光率高、体积小、寿命长、省电等优点。由于它的透雾能力特别强,常用作有雾导航灯,广泛用于机场、车站、码头。氙灯凹面聚光后可生成2500℃高温,可用于焊接或切割难熔金属如钛、钼等。

用氙气和其他惰性气体充填的灯泡被称为氙气灯,它用包裹在石英管内的高压氙气替代传统的钨丝,提供更高色温、更聚集的照明。 由于氙灯是采用高压电流激活氙气而形成的一束电弧光,可在两电极之间持续放电发光。普通汽车钨丝灯泡的功率达到55瓦,而氙灯仅需35瓦,降低近1半。氙气灯可明显减轻车辆电力系统的负担。 汽车氙气灯的色温在4000K—6000K之间,远远高于普通车大灯灯泡。它亮度高,4300K的氙气灯的光色为白色偏黄,由于色温较低,视觉效果偏黄,光线的穿透力强于高色温的灯,可以提高夜间和大雾天气的行车安全性。

其最早应用于航空运输上。市面上应用比较广泛的氙气灯有两个类目,一个是汽车照明,一个是摩托照明。但被大批量使用到汽车上则是十多年以来的事情,它由海拉公司在90年代初开发而来。氙气灯由于技术含量较高,所以在价格上比普通的卤素灯和白炽灯都贵。

在医学方面,氙还是一种没有副作用的深度麻醉剂,X光摄影的造影剂。

1939年,美国医生阿尔伯特·本克(Albert R. Behnke Jr.)着手研究深海潜水员有“酒醉感”的原因。他在测试对象所呼吸的气体中调整各种气体的比例,并发现潜水员对深度的感觉有所变化。他以此推论,氙气能够用于麻醉。俄罗斯毒理学家尼克拉·拉萨列夫(Nikolay V. Lazarev)曾在1941年研究过氙麻醉药,但直到1946年美国医学家约翰·劳伦斯(John H. Lawrence)才发表了他对老鼠进行的一项实验研究,首次证实了氙作为麻醉药的效用。1951年,美国麻醉师斯图尔特·科林(Stuart C. Cullen)第一次使用氙麻醉药,并成功为两名病人进行了手术。

在“惰性气体”中,氙的化合物(含有化学键的)是最先被发现的。巴特列(Neil Bartlett)于1962年将PtF₆蒸汽与Xe混合,得到了橙黄色的XePtF₆晶体,打破了化学界中持续60年之久的“稀有气体对化学反应完全惰性”的神话。21世纪,超过100种氙的化合物已经被制造出来。

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