氦气用化学用语表示

（1）氦气属于稀有气体单质，直接用元素符号表示其化学式，其化学式为：He．

（2）由离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略．若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字，故3个氢氧根离子可表示为：3OH - ．

（3）沼气的主要成分是甲烷，其化学式为：CH 4 ．

（4）人体中含量最高的元素是氧元素，其元素符号为：O．

故答案为：（1）He；（2）3OH - ；（3）CH 4 ；（4）O．

我的名字叫做氦，符号是He。我也被人叫做太阳元素，因为我首先是在太阳上发现的，后来才在地球上找到。别看我是个独来独去的小不点儿，我可是个未来 科技 所需的新宠儿。

我的名字叫做氦，我是化学周期表的第2个元素，符号是He。

我也被人叫做太阳元素，因为我首先是在太阳上发现的，后来才在地球上找到。1868年，法国天文学家詹森在分析太阳的光谱时，偶然注意到一条异常的、意外的**光谱线。光谱线是每种元素加热到相当高温度时所放出的光线，与波长有关，因此每种元素发出的光谱线的颜色是独一无二的。科学家就利用元素的光谱线识别元素，就像警察利用指纹确定犯罪嫌疑人一样。因此詹森的结论是：必然有一个从未在地球上见过，但存在于太阳上的元素尚未被发现。

两年后，苏俄的化学家门捷列夫根据他发明的元素周期表预言：还有一个在元素周期表上位于氢和锂之间，原子量在1到7之间的元素。这个元素就是氦，不过起初门捷列夫并没有把这个元素的预言和先前詹森的发现连接起来。

过了二十多年后，苏格兰化学家拉姆齐在研究铀矿时发现了一种神秘的气体。他发现到这种气体的光谱很像先前詹森发现的那条**光谱线，但由于他没有仪器可以肯定这光谱线在光谱中的位置，只好求助于当时最优秀的光谱学家之一的克鲁克，克鲁克终于证明了这种气体就是氦。于是氦就这样在地球上发现了。

因为氦最初是在太阳上发现的，所以被命名为helium。这字源自于希腊文helios， 原意 是太阳，因此我的元素符号就定为He。氦也因此而被称为太阳元素。氦可说是第一个在地球以外的宇宙中发现的元素呢！

后来，在地球大气中也发现了我氦，并且发现地球的水中也有。此外，还发现外来的陨石上和宇宙线中也有氦的存在。因此，氦在天地间几乎无所不在。

氦是宇宙中第二个最丰富的元素，仅次于氢。氦和氢二者合起来在宇宙中的比率令人吃惊地高，可达999％。虽是如此，氦在地球上却较稀少，氦在地球所有气体中的含量仅排在第六位，即氦气排在氮气、氧气、氩气、二氧化碳和氖气之后。在地球上，几乎所有的氦气都是在天然气或放射性矿石中发现的。

其实，地球上的氦气主要来自放射性矿物（陨石中的氦也是这样来的）。也就是说，放射性矿物的氦是地球上氦的故乡。1公斤铀经过1亿年约能生产2克的我氦气。据估计，地球自形成后，已经产生了好多亿立方米的氦气。

氦被发现后，人们在科学技术实践中逐步摸清了氦的脾气和个性，于是开始把氦派上种种用场。

在元素周期表里，氦排在惰性气体之首，因为这族的元素具有化学惰性，不与其他元素反应，所以把它们称为惰性气体。像本族所有其他气体（氖、氩、氪、氙、氡）一样，氦的 活性太 低，以至于自身也不能和其他元素化合，人们到现在从来没有制成过与氦相关的稳定化合物。

氦无色、无臭、无味且无毒，因此不会对大气造成污染。氦是个单原子分子气体，氦的惰性使得成为少数几个仍以单纯元素形式存在的元素之一，因此又有人称我是单身汉气体。氦有分子小、质量轻、易扩散的特点。氦是除了氢以外密度最小的气体，密度只及空气的七分之一。

也因为如此，氦气在空气中的浮力大，而成为一种有用的气体。尽管氦气的密度比氢气大，浮力比氢气小，但由于氦气不可燃、无毒性，因此具有比氢气大的优势。氦气曾用来代替容易爆炸肇祸的氢气充填气球和飞艇，为人类航空和高空气象探测等事业服务。

每年仅在美国就要生产大约085亿立方米的商用氦气。尽管天然气这种重要能源的基本成分是甲烷，但它含有浓度达03％的氦气，通过分馏可以把氦气从甲烷和其他杂质中分离出来。分馏是利用沸点的不同对液体混合物进行分离的一种技术。由于氦气的沸点相当低，只有摄氏零下2689度，低于其他任何气体，因此氦气不容易液化。其实，氦气是所有气体中最难液化的。如果把天然气冷却，其他气体都会逐渐液化，最后就只留下氦气。

提到氦气的物理性质，和别的元素很不一样。比如说，氦气拥有所有元素最低的沸点，即摄氏零下268‭‬9度，对其他气态元素而言，接近到如此低的温度前都早已液化为液体，只有氦气仍是气体。又氦气的凝固点是摄氏零下272度，因此氦气是唯一不因仅借低温就能固化的气态元素，若想要把氦气固化，不只要低温，还必须增加压力。

氦气既然是最难液化的气体，在化学和物理领域进行超低温实验研究时，就往往离不开液态氦。在1938年，人们还发现了我液态氦的一项绝技，那就是氦气在极低的温度下，会出现有趣的超流效应。

处于超流状态的液态氦可以流过普通液体无法通过的极细毛细孔，如果把液态氦放到开口容器中，液态氦会沿着容器的内壁慢慢地爬出去，不一会儿，容器中的液态氦就会全跑光。如果把液态氦装在一个管子里，管口用磨得极细的金刚砂堵住，使它充满微孔，然后用光照射这管子，液态氦会从微孔里喷出约一公尺多高。

氦气也可混在塑胶、人造丝、合成纤维中制成泡沫塑料、泡沫纤维等。用这种泡沫纤维做成棉胎，又轻又暖，特别适合军事上使用。因为这种棉胎大大减轻了战士行军时的负担，而且一旦遇到江河阻拦，只需把棉胎往腰间一围，就变成一个救生圈。

前面说过，氦气不会和其他元素反应，再加上氦气既不能燃烧也不能助燃，因此绝不会腐蚀和损伤任何金属设备。焊接和冶金技术家就这样看中了氦气的高度化学稳定性，例如在轻金属焊接和冶炼中可以拿氦气做为保护剂，防止金属氧化和渗出空气等。

所谓焊接，就是把两块金属加热到高温，然后使它们接合在一起。但在高温时，金属容易和氧形成氧化物，如此一来，不是无法接合，就是纯度不够高。假若这样的接合是在充满氦气的容器内进行，就不会是个问题，只因为氦气具有惰性，不会和金属作用。

氦气也常用于检测裂缝系统，也就是假设一根管子有裂缝，用氦气可以很容易侦测到它。先把氦气从管子的一端输入，然后用侦测器在管子外检测，如此一来就可测出管子的裂缝在哪里，以及裂缝有多大，这也是运用氦气是个惰性气体，不会和管子里的任何物质作用的特性。同样道理，电子技术家也用氦气充填某些真空仪器。

氦气的另一个重要应用是在压力净空系统。在工业界常需要加压某系统，但系统内部的气体往往会和系统内的物质反应。一个解决之道，就是利用氦气是惰性气体，不和任何物质起作用，且氦气又是个无毒气体，因此可以用氦气来净空容器内的所有气体。

除氖气之外，氦气是最好的导电气体，又除了氢气以外，氦气是最佳的导热气体。在所有气体中，惰性气体是比较难溶于水的，而在惰性气体中，又以氦气最难溶于水。氦气的这一特性对潜水员来说十分重要。过去，潜水员潜入海底时，要用橡胶管供应空气，但由于深海的压力很大，而氮气在血液中的溶解度又随着压力的增加而增大，如果潜水员返回水面时上升太快，压力骤然下降，原先溶解在血液中的氮气便纷纷跑出来，这就像汽水瓶盖打开后产生泡沫一样。因此当潜水员出水时，往往会因血管阻塞而得潜水病，严重时会有生命危险。

现在，用氦气取代氮气，是因为氦气的溶解度比氮低，再加上氦气很难溶解在血液中，人们就利用氦气和氧气混合制成混合空气，这样就能给潜水员提供较好的保护，避免患上潜水的主要职业病─ 潜水病。

氦气具有三种可以应用于医药的主要特性，因为氦气是轻的、不燃烧的、无毒的。又氦气可以应用于手术室，稀释极易着火的麻醉剂。又一般防火气体中以二氧化碳最佳，氦气次之，可是二氧化碳不能和麻醉剂应用于治疗，因此氦气是最适宜的防火气体了。如果将氦气取代空气中的氮气，则人体可以轻松呼吸，可以减轻气喘的痛苦。因为氦气的重量仅有氮的七分之一，而呼吸氦气时所需的肌肉力是呼吸空气时所需的三分之一。因此氦气是很好的帮助运送氧气经过障碍气管的一种气体。混合起来的比例，大概氦气占79％，而氧占21％。不过使用时，还必须全凭医生指示。氦气和氧的混合气体，不但可以帮助处理气喘，前面说过，更可以帮助潜水和水底的救援工作。但这一切，对氦气来说还不过是小试锋芒而已。氦气大显身手建立殊勋，最主要是表现在原子核物理学和低温物理学中。

原子能时代的序幕首先是由法国物理学家贝克勒在1896年发现天然放射线而揭开的，这些放射性元素在衰变时也放射出氦原子核。氦原子核更通俗的名字就叫 α 粒子，英国剑桥大学卡文迪许实验室的物理学教授卢瑟福发现了 α 粒子，取了这个名字。 他起初没有认识到 α 粒子（又称 α  射线）就是氦原子核 ，因此仅仅用希腊字母 α 称呼它，这就像代数中多用X来称呼未知数一样。

α  粒子速度高达每秒2万公里以上，能量颇大，于是物理学家就以 α 粒子做为炮弹去轰击原子核。原子核被击中时，会产生种种变化，例如：原子核被击碎可以产生新的粒子，而释放出原子能等。物理学家就可以通过对这些变化的观测来认识原子，进而利用原子能。

对于原子的轰击，也是由英国物理学家卢瑟福于1910年开始带头研究的，接着世界各国科学家群起加入研究。使用的轰击粒子也逐渐不仅仅限于 α 粒子，后来质子、中子等都派上用场。这当中还是以 α 粒子所建树的功勋最可观。例如：元素的人工转换而制成其他新元素（这是 历史 上第一次实现了人类多年的美丽幻想）、发现中子、首次得到人工放射线等。

在使用轰击粒子的初期，人类甚至不知道原子有个原子核。直到1930年代，才开始认识原子核的结构。1940年代以后，进而掌握铀核裂变释放出来的原子核能。于是人类就面临自发现火数十万年以来最大的一场能源革命。

α 粒子做为轰击原子核的炮弹的重要性，曾经一度有所降低，而让位给质子、中子等。原因是氦原子核带有两倍于质子的正电，因此当氦原子核射入原子时，易被带负电的电子吸引而减速，并受到带正电原子核较大的排斥力，因而难以击中原子核。

但在1930年代以后，由于加速器技术的进步，氦可被加速器加速而大大提高能量。这样，我氦又重新神气起来。氦原子核可以击碎各种原子核，引发更多的原子核反应。可以预见，人为加速的 α 粒子今后会帮助人类认识原子核内部世界的更多奥秘。

太阳上和宇宙线中的 α 粒子是怎么来的呢？这个问题与恒星能源的 探索 和热核反应的发现有关。

太阳和其他恒星为什么多少亿年以来能够几乎是始终如一地给我们送来大量的光线？其能源是什么，这是历代学者百思不得解的问题。一直到了今天，这一大自然的最重要的秘密才算从本质上被揭穿。

在前面说过，在宇宙中以氢最多，而氦次之。由于原子核物理学的进展，至1930年代，就有物理学家认为，太阳能的来源是在高温下氢原子核聚变生成氦原子核的巨大放能过程，即热核反应，许多恒星的能源大约也跟这类似。在宇宙的原始辐射中，氢原子核和氦原子核都是主角。

根据这种看法，宇宙线可能是遥远恒星的热核反应的原料和产物，从恒星放射出来以后，受到星际磁场这一巨大的宇宙加速器的加速，才以惊人的速度来到我们地球。看来，恒星世界是我氦的庞大制造厂。其产量之大，使地球上的放射性矿物能力显得微不足道。或许可以这样说：恒星宇宙是氦的真正故乡。

太阳上的氦来自氢的核聚变反应，科学家往往把这过程称为氢燃烧，太阳辐射到地球上的能量正是由氢核聚变反应产生的。在太阳内部高温高压的条件下发生着一系列的核反应，最终结果是质子聚变生成氦原子核。要激发上述的反应，需要摄氏1,000万度高温和约1,000万帕（100大气压）的压力。幸运的是，即使在上述极限条件下，氢的燃烧仍很缓慢。太阳上的氢核聚变反应已进行50亿年，预计还能再持续50亿年。

氦在世界上最重要的应用就是使用于低温冷却系统。这是因为氦可在摄氏零下2689度才液化成液体，这温度够冷到把任何物质冷却。也正因如此，氦常拿来做超导装置的辅助工具。

所谓超导，简单地说，就是电流流动时不具抗力（零阻力）。如此一来，一旦电流在整个物质内流动，将会永远不停地流动，且不会有能量的损耗。可以想见，未来总有一天超导会革命性地改变我们的电力系统。问题是超导只出现在非常低温的情况下，一个办法就是使用液态的我氦。

在液态氦的超低温下，各种物质的性质变得非常特别。这使我们得以建立一门全新的学科，叫做低温电子学。几十年以来，科学家发现到一系列的金属（如水银）和合金可用液态氦做为冷却剂，冷却至极低的温度时这些合金就会失去电阻，这称为超导性，有超导性的物体则称为超导体。还发现，某些半导体（如锗）用液态氦冷却至极低的温度，虽不会变成超导体，但若同时给它加上一定大小的电压，电流也可以几乎无阻地通过，即形成所谓的击穿。

学者们就利用超导体和在超低温下可被击穿的半导体，做成许多精巧的电子元件用在各种电子设备上。这种元件小至可与人类身体的神经元相比，而且性能非常优越。这样使我们可能制成许多妙不可言的装置，像是：撤去电源仍能永保磁性的强大电磁铁、完全无摩擦的陀螺仪、看得见原子的电子显微镜等。

但冷却到摄氏零下268度，氦也可以变成氦水 ─又称液态氦；继续冷却到零下2722度，还可以使氦变成氦冰 ─又称「固态氦」。利用液态氦可得到接近绝对零度（即摄氏零下27316度）的超低温。

这种超低温技术对于低温物理、原子核物理、理论物理的研究都很有用。例如世界上很多用于研究物质结构的大型粒子加速器，都采用液态氦冷却其超导磁铁；天文学家也利用液态氦来冷却许多探测仪器，以避免热噪声的干扰，进而更容易、更准确地接收来自遥远星系的讯息。

氦自从被发现以来就这样多方面为人们服务着，无怪乎有人形容氦是个带有劳碌命性格的单身汉气体。虽是如此，今后氦肯定会为未来人类世界做出更大的贡献。

空气成分比例

正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)约占0031%，还有其他气体和杂质约占003%，如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气（H2O）等。

中文名

空气成分比例

氮

约占78%

氧

约占21%

稀有气体

约占0939%

其他

约占003%

快速

导航

基本简介

用途

组成成分

稀有气体

污染气体

含污染物

由来历史

在古代，空气曾被人们认为是简单的物质，在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。他受“四元素”理论所影响，并不认为空气是两种气体的混合物，而认为空气是单一的纯物质，“燃气精”只是附着在空气的微粒上。1703年，德国化学家施塔尔在总结了前人关于燃烧本质的各种观点，并对其进行甄别之后，更系统地提出了明确的“燃素学说”。 “燃素学说"认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，认为燃烧失去燃素现象，即：蜡烛-燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一是没有人见过“燃素”的存在；第二金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。曾统治化学界达百年之久，虽然它是一个错误的理论，但在那个时代炼金术的统治时代，使化学从炼金术中解放出来，起到积极作用。1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮和氧。[1]

基本简介

正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn)，二氧化碳(CO2)约占0031%，还有其他气体和杂质约占003%，如：臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气（H2O）等。[2]

用途

氮气做填充保护气，液氮可以做制冷剂，氮气还是合成氨工业中的原料之一。生物需要氧气进行有氧呼吸，氧气可以作为助燃剂，纯氧可用于电焊等。稀有气体可以作为保护气，彩灯，高照明灯的填充气。二氧化碳是侯氏制碱法的原料，是绿色植物光合作用的原料，二氧化碳还是灭火器的主要作用物之一,也是可以使石灰水变浑浊的气体，其固态物干冰可以用于人工降雨。[2]

组成成分

空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分所以几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。[2]

稀有气体

空气中约含094%（体积百分）的稀有气体，分别是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气。

稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。

稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6（氦为 1s2），是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其它元素作用，长期以来被认为是化学性质极不活泼，不能形成化合物的惰性元素。

除氦以外，稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的，它们都具有稳定的8电子构型。稀有气体的电子亲合势都接近于零，与其它元素相比较，它们都有很高的电离势。因此，稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性质很不活泼，不仅很难与其它元素化合，而且自身也是以单原子分子的形式存在，原子之间仅存在着微弱的范德华力（主要是色散力）。直到1962年，英国化学家N˙巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用，制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6]，以后又陆续合成了其他惰性气体化合物，并将它的名称改为稀有气体。

空气是制取稀有气体的主要原料，通过液态空气分级蒸馏，可得稀有气体混合物，再用活性炭低温选择吸附法，就可以将稀有气体分离开来

空气的组成和成分。稀有气体有哪些

目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。

实验表明，空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体094%、二氧化碳003%、其他气体和杂质003%。

稀有气体包括 氦 、 氖 、 氩 、 氪 、 氙 、 氡 等6种元素，其原子的最外层电子构型除氦为1s2(上标)外，其余均为稳定的8电子构型ns2np6(均为上标)。稀有气体的化学性质很不活波，所以过去人们曾认为他们与其他元素之间不会发生化学反应，将他们列为周期表中的零族，并称之为“惰性气体”。然而正是这种绝对的概念束缚了人们的思想，阻碍了对稀有气体化合物的研究。1962年，在加拿大工作的26岁的英国青年化学家NBartlett合成了第一个稀有气体化合物Xe[PtF6](6为下标),引起了化学界的很大兴趣和重视。许多化学家竞相开展这方面的工作，先后陆续合成了多种“稀有气体化合物”，促进了稀有气体化学的发展。

稀有气体，又称作 惰性气体 或贵气体，是指元素周期表上的第18族元素(IUPAC新规定，即原来的0族)，它们在常温下全部是以单原子为分子的气体。

包括氦、氖、氩、氪、氙、氡6个元素，属周期系零族元素。曾称惰性气体。在稀有气体发现的初期，认为这6种元素在地壳中的含量很少，故称为稀有气体。根据现有资料，氩的含量并不稀少，而且在太阳中，氦是蕴藏量仅次于氢的元素。因此，稀有气体只能作为历史名称而被沿用下来。稀有气体是19世纪末、20世纪初陆续由英国W拉姆齐等从空气中发现的。

空气中约含1％（体积百分）稀有气体，其中绝大部分是氩。稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6（氦为1s2），是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其他元素作用，长期以来被认为是化学性质极不活泼，不能形成化合物的惰性元素。直到1962年，英国化学家N巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用，制得了第一种惰性气体的化合物XePtF6，以后又陆续合成了其他惰性气体化合物，并将它的名称改为稀有气体。空气是制取稀有气体的主要原料，通过液态空气分级蒸馏，可得稀有气体混合物，再用活性炭低温选择吸附法，就可以将稀有气体分离开来。

将城市的夜晚打扮得流光溢彩的是霓虹灯，这是一种气体放电灯。在制作霓虹灯时，首先将封装有电极的细长玻璃管内的气体抽出，然后充入情性气体（氦气、氖气、氮气）或水银蒸气。这样，当霓虹灯的电极被加上高电压后，电极中的电子在电场的作用下逸出并撞击气体原子，大量的气体原子被激发和电离，从而“充满”能量。这些能量以光辐射射的形式被释放，霓虹灯就会发出光了。

霓红灯的颜色是由充入的气体种类决定的：

霓虹灯放光颜色

所充气体 光的颜色 所充气体 光的颜色

He 白（带蓝绿色） O2 黄

Ne 红 紫 空气 桃红

Ar 红 H2O 蔷薇色

Hg 绿 H2 蔷薇色

K 黄 红 Kr 黄 绿

Na 金 黄 Co 白

Na 黄 红 Co2 灰 白

相同条件下，氧气的密度较大。同温同压时，M1/M2=P1/P2（气体摩尔质量之比等于密度之比）也就是相对分子质量大的气体的密度较大。任何压力下，同体积的空气都比氦气重。因为空气除氮气外主要还有氧气、二氧化碳都比氮气的分子量大。氮气的分子式量为28，空气平均为29。空气略重。单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是125g-dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-1958℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-20986℃时，液态氮变成雪状的固体。空气是指地球大气层中的气体混合。它主要由 78%的氮气、21%氧气、093%的稀有气体（氦、氘、氩、氪、氙），004%的二氧化碳，003%的其他物质（如水蒸气、杂质等）组成的混合物。空气的成分不是固定的，随着高度的改变、气压的改变，空气的组成比例也会改变。

氧 (O2),元素原子量：1600

晶体结构：晶胞为简单立方晶胞。

声音在其中的传播速率330m/S

热导率:2658 W/(m·K)

通常条件下呈无色、无臭和无味的气体。密度1429克/升，1419克/厘米3（液），1426克/厘米3（固）。熔点-2184℃，沸点-182962℃，化合价一般为0和-2。电离能为13618电子伏特。除惰性气体外的所有化学元素都能同氧形成化合物。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体O2H2O和O22H2O，后者较不稳定。氧气在空气中的溶解度是：489毫升/100毫升水（0℃），是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占第一位。干燥空气中含有20946%体积的氧；水有8881%重量的氧组成。除了O16外，还有O17和O18同位素。

元素用途：

氧被大量用于熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理等冶金过程中；液体氧是一种制冷剂，也是高能燃料氧化剂。它和锯屑、煤粉的混合物叫液氧炸药，是一种比较好的爆炸材料，氧与水蒸气相混，可用来代替空气吹入煤气气化炉内，能得到较高热值的煤气。液体氧也可作火箭推进剂；氧气是许多生物过程的基本成分，因此氧也就成了担负空间任何任务是需要大量装载的必需品之一。医疗上用氧气疗法，医治肺炎、煤气中毒等缺氧症。石料和玻璃产品的开采、生产和创造均需要大量的氧。

氮，原子序数7，原子量为14006747。氮在地壳中的含量为00046%，自然界绝大部分的氮是以单质分子氮气的形式存在于大气中，氮气占空气体积的78%。氮的最重要的矿物是硝酸盐。氮有两种天然同位素：氮14和氮15，其中氮14的丰度为99625%。

氮为无色、无味的气体，熔点-20986°C，沸点-1958°C，气体密度125046克/升，临界温度-14695°C，临界压力3354大气压。

氮分子是由两个氮原子组成，特别稳定，它对许多反应试剂是惰性的。在高温、高压并有催化剂存在的情况下，氮和氢作用生成氨。空气中的单质氮和氧在雷电的作用下，可生成氧化氮。锂和氮在常温下即可反应，过渡金属在高温下也可和氮反应，生成氮化物。

氮是组成动植物体内蛋白质的重要成分，但高等动物及大多数植物不能直接吸收氮。氮主要用来制造氨，其次是制备氮化物、氰化物、硝酸及其盐类等。此外，还可用作保护性气体、泡沫塑料中的发泡剂，液氮可用于冷凝剂。

氦原子序数2，原子量4002602，为稀有气体的一种。氦在通常情况下为无色、无味的气体；熔点-2722°C(25个大气压)，沸点-2689°C；密度01785克/升，临界温度-2678°C，临界压力226大气压；水中溶解度861厘米³/千克水。氦是唯一不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至218K时，性质发生突变，成为一种超流体，能沿容器壁向上流动，热传导性为铜的800倍，并变成超导体；其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。

氦是最不活泼的元素，基本上不形成什么化合物。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂

是惰性元素之一。其单质氦气，分子式为 He，是一种稀有气体，无色、无臭、无味。它在水中的溶解度是已知气体中最小的，也是除氢气以外密度最小的气体。密度017847克/升，熔点-2722℃（26个大气压）。沸点-2689℃。它是最难液化的一种气体，其临界温度为-2679℃。临界压力为225大气压。当液化后温度降到-27098℃以下时，具有表面张力很小，导热性很强，粘性很强的特性。液体氦可以用来得到接近绝对零度（-27315℃）的低温。化学性质十分不活泼，既不能燃烧，也不能助燃。

元素来源,氦是放射性元素分裂的产物，α质点就是氦的原子核。在工业中可由还氦达7%的天然气中提取。也可由液态空气中用分馏法从氦氖混合气体中制得。

元素用途,用它填充电子管、气球、温度计和潜水服等。也用于原子核反应堆和加速器、冶炼、和焊接时的保护气体。