稀有气体是如何被发现的?

在20世纪90年代,人们认为空气中只有两种成分:氧气和氮气。英国科学家瑞利决定测量氮的密度。他用两种不同的方法制造氮气。一种是将空气中的氧气与铜结合,认为剩下的就是氮气,测得的密度是1.2572 g/L,第二种方法是让氧气与氨气反应生成水和氮气,测得的密度是1.2508 g/L,两种方法相差0.0064g。

瑞利重复了多次测量,结果还是一样。他百思不得其解,于是请另一位科学家拉姆齐帮助他通过一系列化学反应,逐渐去除空气中的水蒸气、二氧化碳、氧气和氮气。最后,他发现了一种新的气体元素,其密度约为氢气的20倍,在空气中的含量很低。这种元素性质非常特殊,几乎不与任何物质发生反应。科学家将其命名为argon,意思是它很懒。

几年后,拉姆齐在沥青铀矿中发现了另一种新元素。通过光谱分析,确认这是20多年前天文学家首次在太阳上发现氦。

之后,拉姆齐通过制冷机将空气制成液态,再根据各种气体沸点的不同,通过冷凝和挥发分离出各种气体,先后发现了氪、氖、氙三种新元素。它们在空气中的比例是:氩0.94%,氖0.0018%,氦0.0005%,氪0.0011%,氙0.000009%。它们被称为稀有气体,因为它们的含量很少。一般情况下,稀有气体的化学性质非常不活泼,不容易与其他物质发生反应,所以也叫惰性气体。在元素周期表上,氦、氖、氩、氪、氙排列成一组,即零族元素。

拉姆齐从65438年到0904年获得诺贝尔化学奖,瑞利同年获得诺贝尔物理学奖。