標籤:化學惰性氣體

拉姆賽,惰性元素之父。(1852~1916),出生於英國的格拉斯哥。他從小就興趣廣泛、聰穎好學。

1成長背景

有一次,小拉姆賽踢足球不小心把腳踝骨弄傷了,躺在醫院裡痛得「哇哇」直叫。他媽媽隨手拿了一本怎樣做焰火的小冊子給他看。他看著看著,漸漸地入了迷,忘記了疼痛。
傷愈后,拉姆賽還惦記著那本小書中展現的豐富多彩、變化莫測的奇異世界,他暗下決心,長大后一定要當化學家,去揭開世界的秘密。「有志者,事竟成」。拉姆賽以優異的成績從大學畢業后,又經過幾年寒窗苦讀,獲得了博士學位,在無機化學和物理化學方面小有成就。正當他開始制定研究計劃,潛心化學探索時,物理學家瑞利找上門來。
(註:瑞利,1842~1916,英國人,卡文迪許實驗室第二任主任)

2發現背景

原來,近一段時間,瑞利一直忙於測定各種氣體的密度,尤其是空氣中氮氣的密度。他取來一瓶空氣,先除去氧氣,再除去二氧化碳和水蒸氣,按道理,剩下的應該全是氮氣了。然而,測定的結果顯示,空氣中氮的密度居然比從一氧化氮、氨、尿素中得到的純氮氣的密度要大0.0067。這個在常人看來似乎無足輕重的細微差別,在治學嚴謹的科學家眼中卻是不容忽視的科學數據。
(註:去氧氣、二氧化碳、水蒸氣法得1.2572克/升,而純氮氣為1.2508克/升。事實上,這個差距已經超過了「實驗誤差允許範圍」)
瑞利百思不解,只好上門向拉姆賽博士求助。
(註:正確的說法是:瑞利自1892年在《自然》雜誌提出此疑問,直到1894年4月9日,他在英國皇家學會宣讀此報告,才發生了兩件事:拉姆塞自己過來要和他合作,杜瓦教授提供如下線索:1785年卡文迪許用電火花電空氣,隨時補充氧氣,為獲得二氧化氮。然後用苛性鉀吸收二氧化碳。可不知為何最後總會殘留一氣泡。)

3驗證新元素

拉姆賽興趣甚濃他立即停下手頭的工作。首先,他重複了瑞利的實驗,結果驗證,0.0067的密度差異的確存在於製取途徑不同的兩種氮氣中。接著,拉姆賽作出推斷:既然純氮氣的密度要小於空氣中所謂氮氣的密度,那麼,很可能在空氣中還混有其他物質,其密度大於氮氣密度。這不就顯示說空氣中還有未知的新元素嗎?拉姆賽似乎在黑暗中摸到了它的鼻尖,他再也坐不住了,強烈的探索慾望擾亂了他正常的生活節奏,他開始廢寢忘食地尋覓這種未知的新元素。
果然,除去氧氣、二氧化碳、水蒸氣、氮氣這后的空氣瓶子中,還剩下一點點氣體。看著這未知的氣體,拉姆賽和瑞利幸福極了,就像母親深情地注視著初生的嬰兒。為了進一步證實,他們將這種氣體放到光譜儀上去測量,結果發現這種譜線他們從未看見過,
(註:得到的卡文迪許所稱的濁氣后,光譜為橙色+綠色)
從而確信這是一種新元素。後來拉姆賽又測定了這種氣體的密度,果然比氮氣重,大約是它的一倍半。

4惰性氣體

空氣中居然發現了惰性氣體,
(沒錯!根據研究,發現在各種條件下這元素都幾乎不能與其他物質反應。氬——Argon就是懶惰的意思。1904年,兩人雙雙獲得諾貝爾物理/化學獎)

5轟動

這消息轟動了整個世界。然而拉姆賽沒有在勝利的喜悅中忘記自己的使命,為了繼續探索空氣中是否存在其他未知元素,他和別一位化學家特拉威斯開始了合作。

6再次發現

他們利用空氣液化的辦法,利用各種氣體沸點不同的特點,將空氣中的氧、氮、二氧化碳、氬一一除去,然後再觀察剩餘氣體的光譜線。
真理總是格外垂青不倦的拓荒者。
(漏掉了一大段!1868年日全食,兩位科學家分析日珥光譜,得到標號D3黃線——D1、D2屬於鈉——的前所未有的譜線。這個元素被稱作氦——Helium太陽。但是,28年後的1895年,拉姆賽收到有人梅爾斯來信,稱美國地質學家希爾布朗德在加熱釔鈾礦時獲得不明氣體。拉姆賽重做實驗,也獲得此氣體。檢驗光譜得到D3線,保守起見他聲稱得到新元素「氪」Kryptomum隱藏。後來馬上驗證出是氦,太陽元素來到地球,但是拉姆賽想,這氣體一定在空氣中!而且,沒被發現,說明性格不活潑。一定和氬在一起……於是……)
1898年,喜訊不斷傳出,拉姆賽和特拉威斯陸續發現了氖、氪、氙等新元素。它們的性質和氬一樣,都非常懶惰,所以被統稱為「惰性氣體」。
(註:又輪到我上場了!英國的漢普松發明了制冷機,拉姆賽決定用液化空氣然後因它們沸點不同來獲得單一的氣體,最終找到氦——分餾法。下面我來介紹,拉姆賽這個牛人的行徑!!)
(註:1898年5月24日,製冷劑送達。蒸發掉氧、氮,小心地蒸發掉氬,然後檢驗光譜。出現神秘黃色+綠色譜線。拉姆賽獲得新氣體,決定命名為老名字——氪。脾氣很懶)
(註:6月初,漢普松送來新的液態空氣。拉姆賽使液態空氣突然減壓造成沸騰,然後造成超低溫。這樣凝結了上次蒸發掉的「氬」,然後緩緩蒸發。研究了第一部分,仍然不是氦,譜線明亮橙紅,命名為氖——Neon新奇。不過性格不新奇,懶)
(註:7月12日,漢普松那裡來了新式機器。這次製取了大量液態空氣。這次分餾得到沸點最高的氣體。結果依然不是氦!美麗的藍光譜線,拉姆賽給予了它名字氙——陌生人Xenonum。性格不陌生,懶)
惰性氣體的發現為門捷列夫的元素周斯表又增添了新的一族
(註:很和諧!)
,從而使元素周期表更趨完善。同時,惰性氣體那種獨特的「懶惰孤僻」的性質,被人們用於完成其他氣體所不能勝任的工作。比如,現代都市在夜色中閃爍的七彩霓虹燈,就是氬氣和氖氣在發揮作用;而充有氙氣的燈泡,能發出比日光燈強幾萬倍的強光,享有「人造小太陽」的美譽。
隨著科學技術的不斷發展,這些「懶惰」的氣體,也開始越來越廣泛地服務於人類。
(註:最後加一條——你們等不及了吧?拉姆賽這個牛人,在最後,使用超強製冷劑——液氫后終於達到-253攝氏度。最後,噹噹當,我們的氦頭次在太陽,其次在礦石,最後在空氣中三次被發現!就在我們身邊!拉姆賽名垂千史!性格也不陌生,不用我說了吧?懶……)
(註:拉姆賽偉大,也在於他為門捷列夫的元素周期表添上了原不存在的一列——0族元素!)
最後的功勛——氡Radon,放射
1899年初盧瑟福、歐文斯與1900年居里夫婦與1903年德比納分別發現了釷射氣、鐳射氣、錒射氣——源自放射性元素的氣態放射性物質。

7評價

依舊是我們的拉姆賽,在1908年提出,這些射氣是同一種元素,並且也是惰性氣體。他命名為Radon。
啊,拉姆賽,惰性元素之父!
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