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标 题: 稀有气体发现简史[转]
发信站: 哈工大紫丁香 (Thu Aug 7 10:47:07 2003)
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标 题: 稀有气体发现简史
发信站: 饮水思源站 (Thu Nov 18 19:44:05 1999) , 站内信件
周期表中零族元素有氦、氖、氩、氪、氙和氡一共六种,它们都是气体。
六种稀有气体元素是在1894-1900年间陆续被发现的。发现稀有气体的主要功绩应归于英
国化学家莱姆赛(Ramsay W,1852-1916)。下面我们按元素发现的先后顺序,分别简介
这六种元素的发现经过。
氩Ar
早在1785年,英国著名科学家卡文迪什(Cavendish H,1731-1810)在研究空气组成时,
发现一个奇怪的现象。当时人们已经知道空气中含有氮、氧、二氧化碳等,卡文迪什把
空气中的这些成分除尽后,发现还残留少量气体,这个现象当时并没有引起化学家们应
有的重视。谁也没有想到,就在这少量气体里竟藏着一个化学元素家族。
100多年后,英国物理学家瑞利(Rayleigh J W S,1842-1919)在研究氮气时发现从氮的
化合物中分离出来的氮气每升重1.2508g,而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升
重1.2572g,这0.0064g的微小差别引起了瑞利的注意。他与化学家莱姆赛合作,把空气
中的氮气和氧气除去,用光谱分析鉴定剩余气体,终于在1894年发现了氩。由于氩和许
多试剂都不发生反应,极不活泼,故被命名为Argon,希腊文是“懒惰”之意。中译名为
氩,化学符号为Ar。
氦He
早在1868年,法国天文学家简森(Janssen P J C,1824-1907)在观察日全蚀时,就曾在太
阳光谱上观察到一条黄线D,这和早已知道的钠光谱的D1和D2两条线不相同。同时,英国
天文学家洛克耶尔(Lockyer J N,1836-1920)也观测到这条黄线D。当时天文学家认为这
条线只有太阳才有,并且还认为是一种金属元素。所以洛克耶尔把这个元素取名为Heli
um,这是由两个字拼起来的,helio是希腊文太阳神的意思,后缀-ium是指金属元素而言
。中译名为氦。
1895年,莱姆赛和另一位英国化学家特拉弗斯(Travers M W,1872-1961)合作,在用硫酸
处理沥青铀矿时,产生一种不活泼的气体,用光谱鉴定为氦,证实了氦元素也是一种稀
有气体,这种元素地球上也有,并且是非金属元素。
氪Kr、氖Ne、氙Xe
由于氦和氩的性质非常相近,而且它们与周期系中已被发现的其它元素在性质上有很大
差异,莱姆赛根据周期系的规律性,推测出氦和氩可能是另一族元素,在它们之间一定
有一个性质和氦、氩相近的家族。果然,在1898年5月30
日莱姆赛和特拉弗斯在大量液态空气蒸发后的残余物中,用光谱分析首先发现了比氩重
的氪,他们把它命名为Krypton,即“隐藏”之意。隐藏于空气中多年才被发现。
1898年6月,莱姆赛和特拉弗斯在蒸发液态氩时收集了最先逸出的气体,用光谱分析发现
了比氩轻的氖。他们把它命名为neon,源自希腊词neos,意为“新的”,即从空气中发
现的新气体。中译名为氖。也就是现在“霓虹”灯里的气体。
1898年7月12日,莱姆赛和特拉弗斯在分馏液态空气,制得了氪和氖后,又把氪反复地分
次萃取,从其中又分出一种质量比氪更重的新气体,他们把它命名为Xenon,源自希腊文
xenos,意为“陌生的”,即为人们所生疏的气体,因为它在空气中的含量极少,仅占总
体积的一亿分之八。
氡Rn
氡是一种具有天然放射性的稀有气体,它是镭、钍和锕这些放射性元素在蜕变过程中的
产物,因此,只有这些元素发现后才有可能发现氡。
1899年,英国物理学家欧文斯(Owens R B)和卢瑟福(Rutherford E,1871-1937)
在研究钍的放射性时发现钍射气,即氡-220。1900年,德国人道恩(Dorn F E)在研究镭
的放射性时发现镭射气,即氡-222。1902年,德国人吉赛尔(Giesel F O,1852
-1927)在锕的化合物中发现锕射气,即氡-219。直到1908年,莱姆赛确定镭射气是一种
新元素,和已发现的其它稀有气体一样,是一种化学惰性的稀有气体元素。其它两种射
气,是它的同位素。1923年国际化学会议上命名这种新元素为radon,中文音译成氡,化
学符号为Rn。
至此,氦、氖、氩、氪、氙、氡六种稀有气体作为一个家族全被发现了,它们占据了元
素周期表零族的位置。这个位置相当特殊,在它前面是电负性最强的非金属元素,在它
后面是电负性最小的金属活泼性最强的金属元素。由于这六种气体元素的化学惰性,很
久以来,它们被称为“惰性气体元素”。
人类的认识是永无止境的,经过实践的检验,理论的相对真理性会得到发展和完善。19
62年,在加拿大工作的英国青年化学家巴特列特(Bartlett N,1932~)
首先合成出第一个惰性气体的化合物──六氟合铂酸氙Xe[PtF6],动摇了长期禁锢人们
思想的“惰性气体惰性”的形而上学的观念。“惰性气体”也随之改名为“稀有气体”
。
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