我們在地球上所見到的一切東西都是由元素化合而成的，而有些元素與其他元素相比，顯得不大愿意參與化合反應(yīng)。然而，在1988年年初，一位名叫W?科克（W. Koch）的美國化學(xué)家證明，即使最不合群的元素也可以誘使它參與化合反應(yīng)。
最不喜歡結(jié)合的元素是一組被稱作“惰性氣體”（“惰性”一詞的英文原意是“高貴”，（異調(diào)注：英文中惰性氣體為“inert gas”或“noble gas”，“inert”意為“惰性的”，而“noble”意為“高貴的”）這些元素之所以被以此相稱，是與它們孤傲、排他的特性有關(guān)）的元素。
惰性氣體共有六種，按照原子量遞增的順序排列，依次是氦、氖、氬、氪、氙、氡。在通常情況下，它們不與其他元素化合，而僅以單個(gè)原子的形式存在。
事實(shí)上，這些原子對于它們自己同類中的其他原子的存在也漠不關(guān)心，甚至不愿互相靠近到可以形成液體的程度，因而在常溫下， 它們都不會(huì)液化。它們?nèi)菤怏w，存在于大氣之中。
首先被發(fā)現(xiàn)的惰性氣體是氬，1894年就被探測到。它也是最常見的惰性氣體，占大氣總量的1%.其他惰性氣體幾年之后才被發(fā)現(xiàn)，它們在地球上的含量很少。
當(dāng)一個(gè)原子向另一個(gè)原子轉(zhuǎn)移電子或與另一個(gè)原子共享電子時(shí)，它們便相互化合了。惰性氣體不愿這么做，其原因是它們的原子中的電子分布得非常勻稱，要想改變其位置就需要輸入很大的能量，這種情況是不大可能發(fā)生的。
較大的惰性氣體原子，例如氡，它的最外層的電子（參與化合反應(yīng)者）與原子核離得較遠(yuǎn)。因此，外層電子與原子核之間的吸引力相對來說比較弱。由于這一原因，氡是惰性氣體中惰性最弱的，只要化學(xué)家創(chuàng)造出合適的條件，也最容易迫使氡參與化合反應(yīng)。
較小的惰性氣體原子，其最外層電子離原子核比較近。這些電子被抓得比較牢固，使其原子難以與其他原子發(fā)生化合反應(yīng)。
事實(shí)上，化學(xué)家已經(jīng)迫使原子比較大的惰性氣體??氪、氙、氡，與氟和氧那樣的原子進(jìn)行化合，氟與氧特別喜歡接受其他原子的電子。
原子更小一些的惰性氣體??氦、氖、氬??已經(jīng)小到惰性十足的程度，迄今為止任何化學(xué)家都無法使它們參與化合反應(yīng)。
原子最小的惰性氣體是氦。在所有各類元素中，它是最不喜歡參與化合反應(yīng)的，也是惰性最強(qiáng)的元素。甚至氦原子本身之間也極不愿意結(jié)合，因而直到溫度降到4K時(shí)，才能變成液態(tài)。液態(tài)氦是能夠存在的溫度最低的液體，它對于科學(xué)家研究低溫是至關(guān)重要的。
氦在大氣中只有微量的存在，不過當(dāng)像鈾與釷這樣的放射性元素衰變時(shí)，也能生成氦。這種積聚過程發(fā)生在地下，因而在一些油井中能產(chǎn)生氦。這種資源很有限，不過至今尚未耗盡。
每個(gè)氦原子只有兩個(gè)電子，它被氦原子核束縛得如此之緊，以至要想抓走其中的一個(gè)電子，比之任何其他原子而言，要付出更多的能量。面對這樣緊的束縛，那么是否能使氦原子放棄一個(gè)電子，或與其他原子共享一個(gè)電子，從而產(chǎn)生化合反應(yīng)呢？
為了計(jì)算電子的行為，化學(xué)家采用了一種被稱為“量子力學(xué)”的數(shù)學(xué)體系，這是在20世紀(jì)20年代創(chuàng)立的�；瘜W(xué)家科克把它的原理應(yīng)用到對氦的研究中。比如。假設(shè)一個(gè)鈹原子（有四個(gè)電子）與一個(gè)氧原子（有八個(gè)電子）進(jìn)行化合反應(yīng)。在化合過程中，鈹原子交出兩個(gè)電子給氧原子，從而使它們結(jié)合在一起。用量子力學(xué)進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果表明，鈹原子中背對著氧原子的那一側(cè)電子出現(xiàn)的幾率非常小。
根據(jù)量子力學(xué)方程，如果一個(gè)氦原子參與進(jìn)來。它就會(huì)與鈹原子上電子出現(xiàn)幾率非常小的那一側(cè)共享兩個(gè)電子，從而形成氦-鈹-氧的化合物。
迄今為止，還沒有其他原子化合反應(yīng)能夠產(chǎn)生俘獲氦原子的條件，而且即便是氦-鈹-氧，也只有在足以使空氣液化的溫度條件下，或許能結(jié)合在一起�，F(xiàn)在對于化學(xué)家來說，必須對在極低溫度條件下的物質(zhì)進(jìn)行研究，看看是否真能夠通過實(shí)踐證實(shí)理論，迫使氦參與化合反應(yīng)，從而打垮這種惰性最強(qiáng)的元素！
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