欢迎光临深圳市元之恒科技有限公司官网
仪器仪表气体检测安全专家
全国咨询热线:18028784534

稀有气体 稀有气体的发现史

时间:2021-01-18 16:36:42 来源:氧气检测仪 点击:

稀有气体在自然界中的含量很少,并且不容易和其他物质作用,因此发现它们是一件很困难的事。稀有气体的发现前后共经历了一个多世纪,整个过程既曲折又有趣。

在地球上,人类首先发现的稀有气体是氩。早在1785年之前就已经先发现氢的英国化学家卡文迪许在空气中通入过量的氧气,用放电法使空气中的氮气和氧气反应生成一氧化氮,然后用碱溶液吸收它,剩余的氧再用红热的铜除去。但即使把所有的氮气和氧气都除去了,仍然存在着少量的残余气体。

卡文迪许报导了他观察到的这项实验结果,但在当时并没有引起其他化学家的注意,他本人也没有再进一步研究。其实,在这“残余气体”内就隐藏着另外一族的化学元素。如此一来,发现新元素的机会就这样从他身边溜走了。

大约再过一个世纪后,英国物理学家瑞礼男爵三世在研究大气中各种气体的密度时,发现从空气中除去氧以后,所得到“氮气”的密度是1.2572克/公升,然而从氮化物中制得氮的密度是1.2507克/公升。虽然,两者之间的差异只显现在第三位小数上,但已经超过了当时的实验误差范围。瑞礼并无法给予合理的解释,便把这个实验事实公布于世,征求解答。

后来,英国化学家瑞姆赛爵士开始了这项新研究,经过瑞礼和瑞姆赛反复精确地实验,最后都得到一种空气的残余气体,这种气体的体积约占原空气体积的1%稀有气体,而且比氮气稍重,经过光谱分析后才断定这种气体是一种新元素。

在1894年,瑞礼和瑞姆赛宣布了这一元素的发现,并且把它定名argon,有“懒惰”的意思,中文的译名是氩。这也就是在科学界中广被传说的“第三位小数的胜利”。

氦的发现有些凑巧,它是唯一先在地球以外发现到的一种元素。1868年8月10日在印度发生日全食,法国天文学家杨森在观测这次日全食时,从太阳光谱中得到一条波长587.49纳米的橙黄色光谱线。同时,英国天文学家简克伊尔也在不同的场合从太阳光谱中得到相同的发现。两个人都写信把这个结果通知巴黎科学院。

后来经过仔细分析,反复核对当时地球上所有已发现元素的光谱线,都没有这一条,因而认定这是一种在地球上尚未发现的新元素的光谱线。由于是在太阳上发现的,因此把它命名为有“太阳”意义的helium。这是人类首次在地球上发现“地球以外的元素”。在这以后的20多年间,人们都一直认为“氦”只存在于太阳上,而不存在于地球上。

在1888~1890年间,美国化学家希尔布兰德用硫酸处理沥青铀矿时,得到一种不活泼的气体。虽然,这一种气体实际上就是氦气,但是他当时把它误认成氮气,也使他错过了发现新元素的重大机会。

后来稀有气体,瑞姆赛读到这篇论文时,不同意他的看法。瑞姆赛随即用另一种铀矿(钇铀矿)重复希尔布兰德的实验。瑞姆赛在取得气体以后,借助光谱实验.证明了这种气体正好就是27年前在太阳光谱中发现的那种元素,进而证明地球上也有氦的存在。在1895年的英国化学学会年会中,正式宣布在地球上也发现了元素氦。有人把氦的发现一起归功给杨森、洛克伊尔和瑞姆赛3人。

在1894年宣布氩的诞生后,在1895年宣布地球上也有“氦”的存在。但是在当时的元素周期表中,并没有这两个元素的位置,而且它们的性质和碱金属(1A族)和卤素(7A族)差别很大。因此聪明的瑞姆赛根据周期表的规律性,推测氦和氩可能是另一族的新元素氢气检测仪,而且除了氦和氩以外,还有其他新元素。或者在氦和氩之间,很可能有另外一种元素。为此,他开始了新元素的探索工作。

最初,瑞姆赛和他的助手崔弗斯认为新元素可能与氦相似,存在于稀有矿物中。因此,他们对地球上所能得到的矿物,甚至包括从天空落下的陨石,都一一做了实验,但都未能成功。后来受到“氩存在于空气中”这一事实的启发甲醇报警器,又把希望寄托在空气的分馏产物上。经过他们两人的大量实验,终于在1898年6月从空气中取得了新元素――氖,英文名是neon(Ne),含有“新”的意思。

稀有气体氪是在寻找氖的期间,几乎可以说是顺便发现的。瑞姆赛他们在液态空气分馏产物中寻找氖时,蒸发液态空气到最后只剩下很少的一部分,再把其中的氮气和氧气去掉。在确定留下来的是一种不活泼气体以后,做鉴定并确定是新元素氪。它被命名为krypton(Kr),含有“隐藏”的意思,这时候已经是1898年5月30日了。

然后,他们用液态空气的前馏部分,经过再处理,再借助光谱分析从中找到了氖,这是6月份的事情。瑞姆赛他们本来想要找氖,反而先得到了氪。他们无比地激动,当晚就测定了这种元素的原子量,测量结果是82.92,刚好处在溴(Br)和铷(Rb)之间,说明氪、氦和氩是同类,都是稀有气体的成员。

在1898年7月12日,瑞姆赛和崔弗斯用新的空气液化机,从空气中又成功地分馏得到了xenon(氙),它的名字有“陌生人”的意义。从1898年5月底到同年的7月12日,短短的两个月内,瑞姆赛他们就发现了3种稀有气体,氖、氪和氙。由此可见,在发现新元素的过程中,化学元素周期表起了巨大的导引作用。

哪种气体属于易燃气体_稀有气体_气体内能是所有气体分子热运动

在1900年,德国物理学家同恩教授从放射性矿物中发现了常温下最重的气体――氡。它是镭(Ra)释放出阿尔法粒子后,放射性蜕变产物中的一种。起初,同恩教授把这种气体叫做“激光气”。一直到1923年才正式把它定名氡,是稀有气体的第6个成员。

6种稀有气体的发现差不多都和瑞姆赛有关,首先他和瑞礼在1894年发现了氩,1895年继杨森、洛克伊尔在发现太阳光谱中的氦以后,他是第1个从地球上找到氦的人。而氖、氪和氙是他与崔弗斯合作所得的成果。即使在1900年发现氡以后,瑞姆赛还与英国的索迪教授在1903年确定氡是由镭蜕变以后的产物,并确认这个放射性气体是一种新元素,因此瑞姆赛不愧是稀有气体的开创者。

由上述的稀有气体发现史,可以知道,在科学实验中不放过一点点细微的差异,锲而不舍,以及认真严肃的科学态度和一丝不苟的科学作风,是科学工作者成功的重要因素。

漫话电流的发现林楚

公元前6世纪,古希腊人发现用毛皮摩擦过的琥珀能吸引绒毛、碎麦耔之类的轻小物体,他们把这种奇怪的现象称为“电”,这恐怕是电的最早“定义”。

到了17世纪,有“电学研究之父”之美誉的英国医生吉尔伯特发现了诸如“电吸引”、“电力”的电现象,并最先使用这些电学术语。

1734年,法国的杜伐又发现了“同号电相互排斥、异号电相互吸引”的电现象。

1745年,普鲁士的克莱斯特又在实验中发现了放电现象。

到了18世纪中期,美国的富兰克林通过大量实验进一步揭示了电的性质,并第一次使用“电流”这个术语。按照他的观点,电是“一种没有重量的流体稀有气体,存在于所有的物体之中。如果一个物体得到了比它正常的份量更多的电,它就被称之为带正电;如果一个物体少于它正常份量的电,它就被称之为带负电。放电就是正电流向负电的过程。”

其实这与我们今天所学的知识正好相反。不过在当时却能够非常圆满地解释好多人们所见到的电现象。

1752年,富兰克林做了个举世闻名的风筝实验来捕捉天上的雷电。在雷雨交加的天气中放飞一个用金属线牵引的风筝,金属线上还挂接了一串钥匙,下端又接上了一段小细绳。当风筝升至云层中时,富兰克林一手牵住绳子,另一只手轻轻地去触及那串通过金属线与云层相接的钥匙。结果立刻看到手指与钥匙间产生了火花放电现象,同时感到一阵猛烈的电击。原来从金属线上传下来的“天电”与人工也完全相同!

1753年,富兰克林根据自己的研究发明了避雷针。

1780年的一天,意大利解剖学教授伽伐尼在实验室里观察一只与钳子及镊子环相接触的青蛙腿时,室外的闪电竟致使青蛙腿发生一阵痉挛!

伽伐尼觉得非常奇怪,之后他花了12年的时间来研究这种现象,并得出结论:“青蛙腿痉挛现象是‘动物电’的表现,这是一种在电流回路中产生的现象。”不过,这个结论根本无法解释电流的产生原因。

意大利的另一位科学家伏打则不同意伽伐尼的结论,他认为电不是存在于青蛙腿肌肉中的,而是在金属中(钳子与镊子环或金属丝构成的回路)。1800年,伏打发明了一种可人为控制持续电流的原始电源装置,它是由一系列锌片和银片相互间隔而成的,并浸入电解液中。这样,由许多小的银锌电池连接起来,就形成一个较大的电池组.人称“伏打电池”。它的出现为今后科学家们研究电流现象提供了物质基础,有力地推动了电磁学和化学研究的进程。

本文由元之恒编辑,转载请注明出处。

在线客服
联系方式

销售直线

18028784534

上班时间

二十四小时

公司电话

0755-29562800

二维码
线