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氬,這種元素是人類最早發現的稀有元素

氬,最早發現的稀有氣體

空氣中是不是隻含有氧氣(O2)和氮氣(N2)兩種氣體呢?

1785年,英國科學家卡文迪許做了一個關於空氣的實驗。當他設法把空氣裡的氮氣、氧氣、二氧化碳、水蒸氣都吸收掉後,發現還有一個小氣泡剩在玻璃管內。卡文迪許沒有忽視這個小氣泡,做完這一艱巨的實驗後,他得出結論:空氣中除了氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣外,還有一種不跟氧氣發生反應的氣體。它的含量極少,總量不超過空氣的1/120。

1892年,英國物理學家雷利用精密的天平測定氮氣的密度時,發現從空氣中分離出來的氮氣為每升1.2572克,而從含氮物質中製得的氮氣為每升1.2508克。經過多次測定,兩者的品質仍然相差0.0064克。雷利沒有忽視這一細微的差異,他研究了一百多年前卡文迪許留下的資料,重做了卡文迪許做過的實驗,獲得了相同的實驗結果。

雷利大膽懷疑,從空氣中分離出來的氮氣裡含有未被發現的較重的氣體。後來,他與拉姆塞合作,用化學方法從空氣中分離得到了這種氣體。經過分析,雷利判斷這是一種新物質。由於這種氣體極不活潑,所以被命名為「氬」(拉丁語原意是「懶惰」)。自此,第一個稀有氣體被發現了。

實際上,當時他們得到的除氬外,還有極少量其它的稀有氣體。在之後的幾年裡,拉姆塞等人又從空氣中陸續發現了氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)等稀有氣體。由此他們得出結論,空氣是混合物。

雖然,這種大氣成分普遍存在於人類身邊,但是大部分科學家在分析時卻都錯過了發現的良機。假如當初雷利把千分之幾的偏差,簡單地歸結於實驗誤差,那麼他同樣會輕易地與氬失之交臂。正是因為雷利和拉姆塞用嚴謹的科學態度,歷經了10年平凡瑣碎的化學實驗工作,才終於取得了具有歷史意義的重大成果。

1904年,諾貝爾物理學獎授予英國皇家研究所的雷利勛爵,以表彰他對一些重要氣體的密度的研究,並在這些研究中發現了氬。

氬(Ar)

非金屬元素,單原子分子,單質為無色、無味的氣體,是目前最早發現的稀有氣體,也是空氣中含量最多的稀有氣體。氬的化學性質極不活潑,不能燃燒,也不能助燃,主要用途是向電燈泡內充氣、焊接和切割金屬等。

雷利(1842-1919年)

原名約翰·威廉·斯特拉特,

因他的祖父被英國皇室封為勛爵,他是第三世,故被尊稱為雷利男爵三世。1904年,他因和拉姆塞同時發現了惰性元素氬(Ar)而榮獲了該年度的諾貝爾物理學獎。

威廉·拉姆塞(1852-1916年)

他因發現氦、氖、氬、氙、氡等惰性氣體,並確定了它們在元素周期表中的位置,而獲得了1904年諾貝爾化學獎。拉姆塞曾告誡他的學生,做學問應當「多看、多學、多試驗,如取得成果,絕不炫耀。學習和研究要頑強努力,一個人如果怕費時、費事,則將一事無成。」

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