直到兩百多年前，人們才陸續(xù)揭開空氣的面紗，知道了空氣的主要組成成分和作用。其中，占21%的氧氣供給人類及生物體呼吸，占78%的氮氣維持氮素循環(huán)，占0.03%的二氧化碳是主要的溫室氣體，而對于剩余的0.98%的惰性氣體和0.03%的其他氣體，你還了解多少？ 

　　其實，這些氣體雖然體積含量小，但是卻有它們獨特而又神奇的作用。 

　　1、     惰性氣體：化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 

　　惰性氣體包括氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和氡（Rn）。它們原本常被稱為稀有氣體，但后來發(fā)現(xiàn)，氬氣（Ar）在地球大氣層的含量占0.923%，勝過二氧化碳（0.03%）；而氦氣（He）在地球大氣層的含量確實很少，但在宇宙中，它占有23%，僅次于氫（75%）。 

　　宇宙中的氦由氫聚變產(chǎn)生的，存在于各恒星的表面。所以，它們又改稱為惰性氣體，表示它們化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。這些惰性氣體雖然含量極少，但是其作用卻很廣，讓我們來了解一下它們的神奇之處。 

　　這些惰性氣體大都有這些共同作用[1]： 

　　1）廣泛應(yīng)用于航空航天和飛機制造業(yè)，從制造到飛行的整個過程。 

　　2）在焊接精密零件或鎂、鋁等活潑金屬，制造半導(dǎo)體晶體管的過程中，以及機械加工原子能反應(yīng)堆的核燃料钚，常用惰性氣體作保護(hù)氣。 

　　3）惰性氣體還可用于準(zhǔn)分子激光器，這是因為，它們可形成短暫存在的電子激發(fā)態(tài)受激子。這些用于激光器的受激子可能是稀有氣體二聚體（如Ar2、Kr2或Xe2）。 

　　準(zhǔn)分子激光有諸多工業(yè)、醫(yī)藥和科學(xué)用途：集成電路制造過程中的顯微光刻法和微制造必須用到準(zhǔn)分子激光；激光手術(shù)，例如血管再成形術(shù)和眼部手術(shù)也需用到準(zhǔn)分子激光。 

　　4）這些氣體在電壓下通電會發(fā)不同的光，世界上第一盞霓虹燈就是填充氖氣制成的。通電時，氦氣發(fā)出淡紅色光，氖燈發(fā)出紅光，氬氣發(fā)出藍(lán)紫光，氪發(fā)出藍(lán)綠色光，氙發(fā)出亮白色光。有了它們，我們夜晚的城市才被裝點的如此絢爛多彩。 

　　 

 

　　除了這些技術(shù)上的用途，氦氣還有一個非常有趣的反應(yīng)。看過《生活大爆炸》的朋友就知道，當(dāng)Sheldon吸入了氦氣，他說話的聲音神奇的發(fā)生了變化，變得尖聲細(xì)氣，就好像卡通“唐老鴨”的聲音一樣，達(dá)到變聲的效果。 

　　專家介紹，人之所以能發(fā)出聲音是靠口腔、聲帶的共鳴，氦氣的密度比空氣小，共鳴頻率比空氣高，所以吸氦氣變聲之后，人的嗓音聽起來變得尖細(xì)。 

　　另外，同樣的原理，六氟化硫變聲則是聲音變得粗狂，因為SF6氣體的密度比空氣大，在聲帶聚集時，共鳴頻率比空氣低，所以顯得聲音低沉粗啞。 

　　 

　　雖然氦在宇宙中的比例很高，但在地球中含量很低。因為其分子量小，氣體容易逃逸。氫氣也容易逃逸，但是氫氣能生成穩(wěn)定化合物，即水。 

　　另外，氦氣又難以形成化學(xué)鍵。它唯一存在的方式就是，被巖石封在地殼內(nèi)部，核裂變是其唯一的生成方式。 

　　氦氣還有非常重要的作用，即形成接近絕對零度的超低溫，這個作用是任何其他物質(zhì)都無法做到的。超低溫在超導(dǎo)等領(lǐng)域有很重要的作用。 

　　所以，氦氣作用大，難以在地球中保存，生成來源少，是一種“用一點少一點”的材料，用來變聲太浪費了。 

　　2、     氧化亞氮(N2O)：吸入它會讓你發(fā)笑 

　　氧化亞氮(N2O)，俗稱“笑氣”，你一定想不到，假如吸入一定量的笑氣，就會讓人忍不住發(fā)笑，并讓人感到輕松、快樂。 

　　其實，笑氣在臨床醫(yī)學(xué)上用作吸入性麻醉藥，比如在牙科治療上，讓患者吸入笑氣，能使拔牙的疼痛感降到最低 [2]。這是通過抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)及改變離子通道的通透性而產(chǎn)生麻醉作用。 

　　笑是一種復(fù)雜的神經(jīng)反射作用，不是單一的所謂笑神經(jīng)控制的行為。 

　　 

 

　　但需格外注意的是，若長期或大劑量濫用笑氣，會影響維生素B12的吸收及代謝，造成惡性貧血，導(dǎo)致末梢神經(jīng)及脊髓病變，出現(xiàn)手腳麻木、無力等癥狀，還可能造成精神異常，如嗜睡、抑郁或精神錯亂等，癥狀嚴(yán)重時甚至?xí)＜吧?/span> 

　　國外很多不良青少年常常會以吸笑氣氣球為娛樂，以尋求快感，這是萬萬不能的，會對身體造成嚴(yán)重?fù)p害。 

　　  

　　3、一氧化氮(NO)：可以治病和緩解疲勞 

　　作為1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎研究主題，一氧化氮(NO)是個像雙魚座一樣，具有兩條魚游向不同方向特質(zhì)的矛盾氣體分子。 

　　NO含有未配對電子的自由基,十分活躍不安定,生命周期很短,半衰期約 3-5秒,只要約十秒，NO就會氧化成亞硝酸鹽 (NO2-)和硝酸鹽 (NO3-)。 

　　除了大家熟知的它是有害氣體、汽車尾氣的組成成分以外，其實一氧化氮氣體還有很多神奇的功效！ 

　　我們都知道，炸藥主要成分是硝酸甘油（1，2，3-丙三醇三硝酸酯），而硝酸甘油除了可以當(dāng)炸藥外，還是治療心臟病的特效藥。為何能夠有這種效果？ 

　　人吃了硝酸甘油以后，在酶的作用下，硝酸甘油可以生成一氧化氮和1，2-甘油二硝酸酯，然后NO作為信號分子，它透過細(xì)胞膜并傳遞特定的生物信號以調(diào)整細(xì)胞的活動，并指導(dǎo)機體舒張血管平滑肌，阻止誘發(fā)心臟病的血栓形成，從而達(dá)到療效。 

　　一氧化氮傳導(dǎo)信息的功能和作用機制根據(jù)制造它出來的地方的不同而不一樣。其功能主要有三種: 

　　(l)在神經(jīng)突觸上，一氧化氮當(dāng)作神經(jīng)傳導(dǎo)因子,這和腦部學(xué)習(xí)及記憶有關(guān)。  

　　(2)在血管內(nèi)皮上，一氧化氮是使血管的平滑肌細(xì)胞放松而擴張血管,從而降低血壓。 

　　(3)在巨噬細(xì)胞上，一氧化氮則可損壞腫瘤細(xì)胞，進(jìn)而將其殺死或停止其繁殖。 

　　  

 

　　三種功能的作用機制簡易圖（引自參考文獻(xiàn)3） 

　　另外，最新研究發(fā)現(xiàn)，一氧化氮還能緩解視覺疲勞。很多上班族都有這樣的感覺，在辦公室里對著電腦坐上一天，雖然沒干什么體力活兒，可是下班回家還是覺得全身疲憊，有的人甚至還會出現(xiàn)頭痛、失眠的現(xiàn)象。 

　　其實，這是用眼過度造成的。眼睛極易受到疲勞侵襲，當(dāng)雙眼疲勞時，眼眶周圍會難受、疼痛、頸肩酸痛、全身困乏。當(dāng)用眼過度時，補充一氧化氮是個緩解視疲勞的好方法。 

　　一氧化氮一方面可以擴張血管，增加血流量，起到調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及眼球內(nèi)外的動脈和視網(wǎng)膜毛細(xì)血管的血液循環(huán)作用，而且它可以改善因長期使用眼睛造成的眼部疲勞、視力受損等癥狀。另一方面，一氧化氮作為神經(jīng)遞質(zhì)，它還參與視覺發(fā)育、視信息的整合及傳遞，從而保護(hù)視力[4]。 

　　 

 

　　     

　　說了這么多，你有沒有被這些稀少卻又神奇的氣體震撼到？其實，生活中肯定還存在其他常常被我們忽略，卻同樣發(fā)揮著重要作用的特殊氣體，等著你去發(fā)現(xiàn)！ 

　　參考文獻(xiàn) 

　　[1]王先彬. 稀有氣體地球化學(xué)與宇宙化學(xué)及其應(yīng)用前景[J]. 地質(zhì)地球化學(xué),1988,(08):39-47. 

　　[2]劉鹍鵬. 笑氣吸入對口腔科手術(shù)患者的麻醉鎮(zhèn)痛效果評價[J]. 西部醫(yī)學(xué),2014,26(11):1509-1511. 

　　[3]黃頂立. 神奇的一氧化氮[J]. 知識經(jīng)濟,2006,(11):17-21. [2017-08-19]. 

　　[4][美]斐里德?穆拉德（Dr. Ferid Murad）《神奇的一氧化氮：諾貝爾生理醫(yī)藥獎得主穆拉德教你多活30年》譯林出版社 出版時間：2011年10月 

這些神奇氣體在每天呼吸的空氣中

圖文簡介

直到兩百多年前，人們才陸續(xù)揭開空氣的面紗，知道了空氣的主要組成成分和作用。其中，占21%的氧氣供給人類及生物體呼吸，占78%的氮氣維持氮素循環(huán)，占0.03%的二氧化碳是主要的溫室氣體，而對于剩余的0.98%的惰性氣體和0.03%的其他氣體，你還了解多少？