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| “懒惰孤僻”的新气体——拉姆赛、瑞利发现惰性气体的故事 | |||||
作者：佚名 文章来源：本站原创 点击数： 更新时间：2004-1-29  |
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大家都知道，在人类居住的地球表面弥漫着大量的空气。离开了这些空气人类将无法进行呼吸，生命也将终结。空气中到底有些什么东西？科学家们开始了探索，研究结果显示，空气由氧气、氮气、水蒸气及少量的二氧化碳组成。 不过，1894年在牛津举行的英国科学大会上，英国化学家拉姆赛和瑞利当众宣布他们在空气中发现了种未知的新气体。他们称，空气中存在一种新的元素，它从四面八方围绕着我们，甚至通过我们的呼吸进入体内。它同氧、氮等同属大气的组成部分。所不同的是，这种新发现的气体的“脾气”十分古怪。它极其“懒惰”而且“孤僻”，几乎水和什么元素结合。 拉姆赛和瑞利曾对它作过种种试验，如把它和白磷（一种异常活泼的物质，常温下它能在空气中自燃，与氧化合生成五氧化二磷）放在一起，然而，在新发现的这种气体中，白磷却一反常态，文文静静地呆着，不跟新气体发生化合反应。氯气也是一种很活泼的气体，它能很快地锈鉵铝、镁等金属，但和这种新气体在一起，却显得老实极了，不起反应。此外，拉姆赛和瑞利还在新气体中放电火花，加热，倒进强酸，结果，它还是依然故我。 这样，两位化学家将这种新气体命名为“氩”（Argon，意为“不活泼”）。 说到“氩”的发现，还得从拉姆赛和瑞利的合作开始谈起。 拉姆赛于1852年出生于英国的格拉斯哥。他从小就兴趣广泛、聪颖好学。有一次，小拉姆赛踢足球不小心把脚踝骨弄伤了，躺在医院里痛得“哇哇”直叫。他妈妈随手拿了一本怎样做焰火的小册子给他看。他看着看着，渐渐地入了迷，居然忘了疼痛。 伤愈后，拉姆赛还惦记着那本小书中展现的丰富多彩、变化莫测的奇异世界，他暗下决心，长大后一定要当化学家，去揭开世界的秘密。“有志者，事竟成”。拉姆赛以优异的成绩从大学毕业后，又经过几年寒窗苦读，获得了博士学位，在无机化学和物理化学方面小有成就。正当他开始制定研究计划，潜心化学探索时，物理学家瑞利找上门来。 原来，近一段时间，瑞利一直忙于测定各种气体的密度，尤其是空气中氮气的密度。他取来一瓶空气，先除去氧气，再除去二氧化碳和水蒸气，按道理，剩下的应该全是氮气了。然而，测定的结果显示，空气中氮的密度居然比从一氧化氮、氨、尿素中得到的纯氮气的密度要大0.0067。这个在常人看来似乎无足轻重的细微差别，在治学严谨的科学家眼中却是不容忽视的科学数据。瑞利百思不解，只好上门向拉姆赛博士求助。 拉姆赛兴趣甚浓他立即停下手头的工作。首先，他重复了瑞利的实验，结果验证，0.0067的密度差异的确存在于制取途径不同的两种氮气中。接着，拉姆赛作出推断：既然纯氮气的密度要小于空气中所谓氮气的密度，那么，很可能在空气中还混有其他物质，其密度大于氮气密度。这不就显示说空气中还有未知的新元素吗拉姆赛似乎在黑暗中摸到了趔的鼻尖，他再也坐不住了，强烈的探索欲望扰乱了他正常的生活节奏，他开始废寝忘食地寻觅这种未知的新元素。 果然，除去氧气、二氧化碳、水蒸气、氮气这后的空气瓶子中，还剩下一点点气体。看着这未知的气体，拉姆赛和瑞利幸福极了，就像母亲深情地注视着初生的婴儿。为了进一步证实，他们将这种气体放到光谱仪上去测量，结果发现这种谱线他们从未看见过，从而确信这是一种新元素。后来拉姆赛又测定了这种气体的密度，果然比氮气重，大约是它的一倍半。 空气中居然发现了惰性气体，这消息轰动了整个世界。然而拉姆赛没有在胜利的喜悦中忘记自己的使命，为了继续探索空气中是否存在其他未知元素，他和别一位化学家特拉威斯开始了合作。 他们利用空气液化的办法，利用各种气体沸点不同的特点，将空气中的氧、氮、二氧化碳、氩一一除去，然后再观察剩余气体的光谱线。 真理总是格外垂青不倦的拓荒者。1898年，喜讯不断传出，拉姆赛和特拉威斯陆续发现了氖、氪、氙等新元素。它们的性质和氩一样，都非常懒惰，所以被统称为“惰性气体”。 惰性气体的发现为门捷列夫的元素周斯表又增添了新的一族，从而使元素周期表更趋完善。同时，惰性气体那种独特的“懒惰孤僻”的性质，被人们用于完成其他气体所不能胜任的工作。比如，现代都市在夜色中闪烁的七彩霓虹灯，就是氩气和氖气在发挥作用；而充有氙气的灯泡，能发出比日光灯强几万倍的强光，享有“人造小太阳”的美誉。 随着科学技术的不断发展，这些“懒惰”的气体，也开始越来越广泛地服务于人类。 |
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| 文章录入：Leo 责任编辑：Leo | |||||
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