Question

氦氖氩氪氙氡通电后的颜色以及他们的化合物,最好有图

Answer 1

化合物XeF4的结构,一个早期发现的稀有气体化合物稀有气体的化学反应活性极低；因此,目前只制备出了数百个稀有气体化合物.氦和氖参与化学键的中性化合物目前还没有成功制备（虽然理论上少数氦的化合物是可以存在的）,氡、氙、氪和氩也只表现出极低的活性[40].根据艾伦电负性的大小,可知反应活性的顺序为Ne < He < Ar < Kr < Xe < Rn.1933年,莱纳斯·鲍林预言较重的稀有气体可以与氟和氧反应,生成化合物.他预言了六氟化氪（KrF6）和六氟化氙（XeF6）的存在,推测XeF8可能存在但不稳定,也预测了氙酸可以转化成氙酸盐[41][42].目前已经证明了这些预言基本上是准确的,只有XeF8已知不但热力学上不稳定,动力学上也不稳定[43].氙的化合物是稀有气体化合物中数量最繁多的[44].在大部分这些化合物中,氙原子的氧化态都是+2、+4、+6或+8,与电负性很高的原子如氟或氧键合,例如二氟化氙（XeF2）、四氟化氙（XeF4）、六氟化氙（XeF6）、四氧化氙（XeO4）以及高氙酸钠（Na4XeO6）.其中有些化合物可以在化学合成中作为氧化剂,特别是XeF2可以作为氟化剂[45].到2007年为止,已经制备出了大约五百种氙与其它元素键合的化合物,包括有机氙化合物（氙与碳原子键合）,以及氙与氮、氯、金、汞和氙本身键合的化合物[40][46].氙与硼、氢、溴、碘、铍、硫、钛、铜和银键合的化合物也已制得,但只能在低温的稀有气体基质或超音速稀有气体射流中存在[40].理论上,氡比氙要更活泼,因此应该比氙更容易与其它原子键合.然而,由于氡的同位素的高度放射性和极短的半衰期,实际上只制备出了少数氡的氟化物和氧化物[47].氪没有氙活泼,但仍然制备出了一些氪的化合物,其中氪的氧化态为+2[40].二氟化氪是最重要和最容易制备的氪化合物.氪与氮和氧键合的化合物也已制得[48],但分别只在−60 °C（−76.0 °F）和−90 °C（−130.0 °F）以下稳定[40].氪原子与其它非金属（氢、氯和碳）以及一些过渡金属（铜、银、金）键合的化合物也已制得,但只能存在于低温的稀有气体基质或超音速稀有气体射流中[40].2000年用类似的条件制备了最初几个氩化合物,例如氟氩化氢（HArF）,以及一些氩与过渡金属铜、银、金键合的化合物[40].到2007年为止,还没有成功制备出含有氦或氖的共价键的化合物[40].稀有气体（包括氦）可以在气相中形成稳定的多原子离子.最简单的1925年发现的氦合氢离子（HeH+）[49].因为它含有宇宙中最丰富的两种元素：氢和氦,因此被认为广泛存在于星际介质中[50].除此以外,还有许多已知的稀有气体准分子.这些化合物比如ArF和KrF只能在激发态稳定存在,其中一些被应用于准分子激光器.稀有气体原子除了形成共价分子,还能形成非共价化合物.它们的包合物最早于1949年报道[51],这类化合物中一个稀有气体原子被特定的无机或有机配体容纳在晶格中.它们形成的必要条件是稀有气体原子的大小必须与配体晶格的大小匹配.例如氩、氪和氖能与氢醌形成包合物,而氦和氖却不能,因为它们太小并且可极化性不够强[52].氖、氩、氪和氙还能形成由冰的晶格容纳稀有气体原子的水合物[53].容纳稀有气体原子的内嵌富勒烯化合物稀有气体能形成由富勒烯分子容纳稀有气体原子的内嵌富勒烯.1993年时发现60个碳原子的球状分子C60,可以与高压的稀有气体反应形成诸如He@C60的配合物（@这个记号表示氦原子在C60分子内,而不是与它形成共价键[54].截止2008年,富勒烯与氦、氖、氩、氪和氙的配合物都已制得[55].这些化合物的用途主要是通过稀有气体原子的核磁共振波谱来研究富勒烯的结构和反应性[56].XeF2成键的三中心四电子键模型稀有气体化合物例如二氟化氙（XeF2）被视作超价分子,因为它们违反了八隅体规则.这些化合物的成键可以使用三中心四电子键模型来解释[57][58].这种模型于1951年首次提出,描述了三个共线原子的成键状况.例如XeF2中的成键可以用三个原子的p轨道进行线性组合形成分子轨道来描述,氙原子全满的p轨道与每个氟原子半满的p轨道重叠,形成一个全满的成键轨道、一个全满的非键轨道和一个全空的反键轨道.最高占有分子轨道（HOMO）定域在两个端基原子上,这表明氟的高电负性促进了电荷的定域化[59].较重稀有气体氪和氙的化学已有了长足的发展,而较轻稀有气体氖和氦仍处于开始阶段,而最稳定的氖至今仍没有一种确认存在的化合物,目前只发现了一些不稳定的阳离子和未经证实的水合物[60].