我們都知道稀有氣體包括氦、氖、氬、氪、氙、氡,但是這些氣體一開始是沒有出現在化學元素周期表上,在當時不為人所知。這些稀有氣體的發現者是英國化學家藍塞(William Ramsay,1852~1916)與物理學家瑞利(James William Rayleigh,1842~1919)及化學家特拉維斯 (Morris William Travers 1872~1961),其中藍塞獲頒1904年諾貝爾化學獎,同年瑞利獲諾貝爾物理獎。
這些稀有氣體的發現者和時間如下:
氬 Ar Argon 1894 瑞利與藍塞發現
氦 He Helium 1895 藍塞與特拉弗斯發現
氪 Kr Krypton 1898 藍塞與特拉弗斯發現
氖 Ne Neon 1898 藍塞與特拉弗斯發現
氙 Xe Xenon 1898 藍塞與特拉弗斯發現
氡 Rn Radon 1908 藍塞與索迪發現
氬的發現小故事
瑞利是英國劍橋大學的物理學教授,在他細心又耐心地測量各種氣體密度的實驗中,發現兩種方法製備出的氮氣,測量出的密度總是差0.0062g/L,他重覆實驗多次,這千分之五的差值始終揮之不去。1894年4月9日,他直接在英國皇家學會,向許多化學家、物理學家報告這個實驗結果。這個報告立刻得到化學家藍塞的回應并提供幫忙,從4月20日開始,兩人共同合作解謎。經瑞利及藍塞的努力,及光譜專家克魯克斯光譜分析的協助,他們很快證明找到了新元素。西元1894年8月,在牛津召開的英國皇家學會上,瑞利與藍塞宣布了他們發現的惰性氣體,會議主席提議將之命名為「氬」,希臘文αργ?ν是「懶惰者」的意思,氬就成為稀有氣體家族第一個被發現的成員。同年的9月18日,瑞利和藍塞終于分離出氬氣,確認氬是單原子態,莫耳質量40。次年1月31日,共同發表了論文:大氣中的新成分―氬氣。
氦氣的發現小故事
西元1868年法國天文學家詹遜(Pierre Janssen)在印度觀測日全蝕時,發現鈉原子的光譜線附近出現新的黃色譜線,波長為587.49奈米,同年英國天文學家洛克爾(Norman Lockyer)從太陽光譜中也觀察到這條譜線,當時沒有已知的元素能產生這樣的譜線。這元素被命名為「Helium」,源自希臘語 hλιος(helios),意為「太陽」。但在當時人們還有氦氣這一概念。直到西元1895年2月,藍塞與特拉維斯觀察到釔鈾礦在硫酸中加熱,會產生一種不自燃也不助燃的氣體。經過光譜分析,確定是踏破雪鞋無覓處的氦氣,首次證明了在地球上也存在這種元素。同年3月26日,藍塞以快訊發表地球上發現 氦的論文,同年在英國化學年會上正式報告這一發現。27年來科學界眾裡尋它千百度的氦,終于被藍塞拔得頭籌。
氪氣的發現小故事
尋『氦』得『氬』激勵了藍塞企圖證實布瓦博德朗預言的決心。在瞭解到氬及氦的化學惰性后,于1896年末開始,藍塞改採物理方法,繼續從礦物著手搜索懶惰家 族,結果一無所獲。后來藍塞與特拉維斯回頭從空氣中尋找,他們把空氣冷凝至‐192oC的低溫,將空氣液化后再蒸發,用熱的金屬銅吸收氧氣,熱的金屬鎂除去氮氣,再用十氧化四磷(P4O10)吸收水蒸氣,剩下一個小氣泡,經鑑定是新元素。這時是1898年5月30日,藍塞將之命名為Krypton,希臘文κρυπτ?ν是「隱藏」的意思(真是氪(客)氣)。
氖氣、氙氣、氡氣的發現小故事
西元1898年6月12日,藍塞與特拉維斯改變液化空氣蒸發的順序,逐次抽樣鑑定,又找到了新元素「Neon」,希臘文ν?ον是「新」的意思。找到氖之 后,藍塞才從空氣中分離出氦氣。同年7月12日,他們又找到了氙(Xenon),希臘文ξ?νος是「陌生」的意思。就這樣,藍塞用分餾法取得新元素,以光譜法鑑定,半年內先后找到氪氣、氖氣、氙氣,隨后的六年把懶惰家族成員增到五名。1900年多恩(Friedrich Ernst Dorn)發現氡氣,1908年,藍塞與威特婁‐葛瑞合作將氡分離,先稱為niton,1923年易名為「radon」,就是發光的意思。至此,周期表中的稀有氣體元素都到齊了。
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