今天小編來給大家針對這個稀有氣體元素是怎么發現的的問題來進行一個介紹,畢竟當下也是有諸多的小伙伴對于稀有氣體元素是怎么發現的這個問題非常的重視的,下面大家可以看下具體的詳情
科學家都有許多優秀的品質, 明晰的洞察力, 敏銳的思考秉性, 是他們成功的要素之一.因此, 科學家從來不會放過任何蛛絲馬跡, 一定要尋根究底, 弄它個水落石出.
現在我們來說一個關於小氣泡的故事.
18 世紀, 有一個英國人, 他叫卡文迪許, 是一位特別擅長研究氣體的化學家.他曾詳細的研究過氫氣, 并采用排水銀集氣法收集和研究了二氧化碳.他還研究了氫氣和氧氣化合的體積比, 并確認大約2 體積氫氣和1 體積氧氣化合, 生成物只有水等等.他的這些實驗成果和研究的結論, 都為發現氫是一種元素, 否定水是一種單質及推翻當時的偽學說`燃素說', 提供了科學根據.
既然卡文迪許成天跟氣體打交道, 他必然也要拿空氣、氮氣 (比確認氫氣晚6 年, 比確認氧氣早6 年的時間確認的) 等氣體做實驗.一次, 卡文迪許利用放電的方法研究氫氣、氧氣和空氣.結果, 他發現了用空氣做實驗時, 當其中的氫氣、氧氣和氮氣 (未被確定前叫`濁氣') 及二氧化碳無可懷疑的都被消耗完了時, 總會剩下一個小氣泡, 它的體積小得不足原有空氣體積的 1/120.
卡文迪許和他的助手, 當時做這個實驗是十分艱苦的, 由於他們用的是手搖靜電起電機 (不是現今的發電機) , 搖一陣子才能有一次火花放電, 就在這一條件下, 一次實驗要不斷的用手搖, 經過20 多天, 方有結果.為了證實的確最后會剩留下一個小氣泡, 僅有一輪實驗是不足為憑的.科學家就是那樣的認真, 絕不放過那一丁點的蛛絲馬跡.
我們現在知道, 空氣中所含的不足百分之一的氣體, 是稀有氣體 (氬、氖、氦、氪、氙) .
可惜的是, 那時卡文迪許還沒有從燃素說的影響中解脫出來, 認為那是不同於`濁氣' (氮氣) 的另一種`濁氣'.
卡文迪許本人還有一個怪脾氣, 就是非常不擅於在社交活動中跟人交談, 幾乎整天呆在實驗室里.就這樣, 他不僅能把實驗做得很精確, 而且實驗的記錄都寫得詳細, 但卻很少發表.他拿不準的事 (諸如那個小氣泡) 更不會輕易的公開了.卡文迪許的實驗記錄, 是他死后50 多年, 由別人整理發表的, 這個小氣泡的問題 (它到底是什么? ) 也就被積壓到100 多年后的公元1894 年, 才又引起了人們的注意.
稀有氣體在空氣中的含量實在太少了, 它的性質又是那樣的特別, 要讓從來不知有其物的人發現它, 真是一件難以開始事.后來又是由於一點蛛絲馬跡, 才讓人又想起了卡文迪許的發現.這還是從研究氣體 (包括空氣) 舊事重提的.
19 世紀, 繼任劍橋大學卡文迪許實驗室主任的英國物理學家瑞利, 決定重新測定各種氣體的密度, 前后用了10 多年的時間.由於他工作十分認真, 加之有比過去更為精密的實驗儀器, 很多數據, 經他之手而得到修正.瑞利測定的氣體樣品, 總是每種都從各種途徑來制取, 分別提純, 分別測定, 直到結果完全一致, 才確認是可取的數據.
瑞利測定氮氣密度時, 一種方法是從空氣中提取氮氣.他用化學方法除掉了空氣中的氧氣、二氧化碳等氣體后, 剩下的氣體 (氮氣) 密度是每升1.2572 克.另一種方法是用氨氣 (NH3) 分解 (實際做法是氧化去氫) 制氮氣, 但這一氮氣的密度是每升1.2508 克.兩個數據相差只有0.0064 克.幾次重做, 結果都是如此.
瑞利在這只有千分之五的微小差別面前, 從頭檢查實驗過程, 確認無誤, 又用化學方法測定兩種來源不同的氮氣, 并沒有發現其中含有雜質.盡管瑞利對此百思不得其解, 但他仍不放過這一問題, 他寫信給一家科學雜志社, 介紹了實驗情況, 征求讀者的解答, 又在英國皇家學會的一次會議上, 宣讀了他的實驗報告.
這種事情, 放在常人眼前, 會被看作微不足道的, 而瑞利卻如此嚴謹認真, 終於在科學上有了重大的發現.
1984 年, 就在瑞利宣讀了實驗報告后, 蘇格蘭的化學家萊姆塞, 以過人的想象力告知瑞利說, 這種由空氣而得到的氮氣里, 一定含有一種未知的密度較大的氣體.與此同時, 他們又從別人那里得到了一個重要線索, 那就是100 多年前卡文迪許發現了的小氣泡.
很快他們找出了卡文迪許的實驗記錄, 瑞利照著做了, 沒用多久, 果然得到了卡文迪許所說的那個小氣泡.萊姆塞則用赤熱鎂粉吸收氮氣的方法, 也從空氣中得到一種密度是氫氣的19.086 倍的氣體.他們堅信, 這是一種新的特殊氣體, 在各種條件下, 跟所有金屬、非金屬都不發生化學反應.由此可以肯定它是一種元素, 是跟以往所發現的元素不同, 不是金屬也不是非金屬的新元素.
1894 年的8 月13 日, 他們在英國的科學城牛津召開的自然科學家代表大會上, 正式宣布發現了一種奇怪的新元素并由大會公認給這種氣體元素起了個名字, 叫做`遲鈍者', 用中文漢語音譯叫`氬'.
其實1894 年所發現的氬氣, 并不是純凈的氬氣, 而是五種稀有氣體元素氦、氖、氬、氪、氙的混和物, 只是其中氬的含量最多, 它占空氣中全部稀有氣體體積的99.74%.
后來, 萊姆塞的助手在萊姆塞的指導和委托下, 終於又從空氣中發現了另外四種稀有氣體元素.