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拉姆赛

拉姆赛,惰性元素之父。(1852~1916),出生于英国的格拉斯哥。他从小就兴趣广泛、聪颖好学。

有一次,小拉姆赛踢足球不小心把脚踝骨弄伤了,躺在医院里痛得“哇哇”直叫。他妈妈随手拿了一本怎样做焰火的小册子给他看。他看着看着,渐渐地入了迷,忘记了疼痛。

伤愈后,拉姆赛还惦记着那本小书中展现的丰富多彩、变化莫测的奇异世界,他暗下决心,长大后一定要当化学家,去揭开世界的秘密。“有志者,事竟成”。拉姆赛以优异的成绩从大学毕业后,又经过几年寒窗苦读,获得了博士学位,在无机化学和物理化学方面小有成就。正当他开始制定研究计划,潜心化学探索时,物理学家瑞利找上门来。

(注:瑞利,1842~1916,英国人,卡文迪许实验室第二任主任)

原来,近一段时间,瑞利一直忙于测定各种气体的密度,尤其是空气中氮气的密度。他取来一瓶空气,先除去氧气,再除去二氧化碳和水蒸气,按道理,剩下的应该全是氮气了。然而,测定的结果显示,空气中氮的密度居然比从一氧化氮、氨、尿素中得到的纯氮气的密度要大0.0067。这个在常人看来似乎无足轻重的细微差别,在治学严谨的科学家眼中却是不容忽视的科学数据。

(注:去氧气、二氧化碳、水蒸气法得1.2572克/升,而纯氮气为1.2508克/升。事实上,这个差距已经超过了“实验误差允许范围”)

瑞利百思不解,只好上门向拉姆赛博士求助。

(注:正确的说法是:瑞利自1892年在《自然》杂志提出此疑问,直到1894年4月9日,他在英国皇家学会宣读此报告,才发生了两件事:拉姆塞自己过来要和他合作,杜瓦教授提供如下线索:1785年卡文迪许用电火花电空气,随时补充氧气,为获得二氧化氮。然后用苛性钾吸收二氧化碳。可不知为何最后总会残留一气泡。)

拉姆赛兴趣甚浓他立即停下手头的工作。首先,他重复了瑞利的实验,结果验证,0.0067的密度差异的确存在于制取途径不同的两种氮气中。接着,拉姆赛作出推断:既然纯氮气的密度要小于空气中所谓氮气的密度,那么,很可能在空气中还混有其他物质,其密度大于氮气密度。这不就显示说空气中还有未知的新元素吗?拉姆赛似乎在黑暗中摸到了它的鼻尖,他再也坐不住了,强烈的探索欲望扰乱了他正常的生活节奏,他开始废寝忘食地寻觅这种未知的新元素。

果然,除去氧气、二氧化碳、水蒸气、氮气这后的空气瓶子中,还剩下一点点气体。看着这未知的气体,拉姆赛和瑞利幸福极了,就像母亲深情地注视着初生的婴儿。为了进一步证实,他们将这种气体放到光谱仪上去测量,结果发现这种谱线他们从未看见过,

(注:得到的卡文迪许所称的浊气后,光谱为橙色+绿色)

从而确信这是一种新元素。后来拉姆赛又测定了这种气体的密度,果然比氮气重,大约是它的一倍半。

空气中居然发现了惰性气体,

(没错!根据研究,发现在各种条件下这元素都几乎不能与其他物质反应。氩Argon就是懒惰的意思。1904年,两人双双获得诺贝尔物理/化学奖)

这消息轰动了整个世界。然而拉姆赛没有在胜利的喜悦中忘记自己的使命,为了继续探索空气中是否存在其他未知元素,他和别一位化学家特拉威斯开始了合作。

他们利用空气液化的办法,利用各种气体沸点不同的特点,将空气中的氧、氮、二氧化碳、氩一一除去,然后再观察剩余气体的光谱线。

真理总是格外垂青不倦的拓荒者。

(漏掉了一大段!1868年日全食,两位科学家分析日珥光谱,得到标号D3黄线D1、D2属于钠的前所未有的谱线。这个元素被称作氦Helium太阳。但是,28年后的1895年,拉姆赛收到有人梅尔斯来信,称美国地质学家希尔布朗德在加热钇铀矿时获得不明气体。拉姆赛重做实验,也获得此气体。检验光谱得到D3线,保守起见他声称得到新元素“氪”Kryptomum隐藏。后来马上验证出是氦,太阳元素来到地球,但是拉姆赛想,这气体一定在空气中!而且,没被发现,说明性格不活泼。一定和氩在一起……于是……)

1898年,喜讯不断传出,拉姆赛和特拉威斯陆续发现了氖、氪、氙等新元素。它们的性质和氩一样,都非常懒惰,所以被统称为“惰性气体”。

(注:又轮到我上场了!英国的汉普松发明了制冷机,拉姆赛决定用液化空气然后因它们沸点不同来获得单一的气体,最终找到氦分馏法。下面我来介绍,拉姆赛这个牛人的行径!!)

(注:1898年5月24日,制冷剂送达。蒸发掉氧、氮,小心地蒸发掉氩,然后检验光谱。出现神秘黄色+绿色谱线。拉姆赛获得新气体,决定命名为老名字氪。脾气很懒)

(注:6月初,汉普松送来新的液态空气。拉姆赛使液态空气突然减压造成沸腾,然后造成超低温。这样凝结了上次蒸发掉的“氩”,然后缓缓蒸发。研究了第一部分,仍然不是氦,谱线明亮橙红,命名为氖Neon新奇。不过性格不新奇,懒)

(注:7月12日,汉普松那里来了新式机器。这次制取了大量液态空气。这次分馏得到沸点最高的气体。结果依然不是氦!美丽的蓝光谱线,拉姆赛给予了它名字氙陌生人Xenonum。性格不陌生,懒)

惰性气体的发现为门捷列夫的元素周斯表又增添了新的一族

(注:很和谐!)

,从而使元素周期表更趋完善。同时,惰性气体那种独特的“懒惰孤僻”的性质,被人们用于完成其他气体所不能胜任的工作。比如,现代都市在夜色中闪烁的七彩霓虹灯,就是氩气和氖气在发挥作用;而充有氙气的灯泡,能发出比日光灯强几万倍的强光,享有“人造小太阳”的美誉。

随着科学技术的不断发展,这些“懒惰”的气体,也开始越来越广泛地服务于人类。

(注:最后加一条你们等不及了吧?拉姆赛这个牛人,在最后,使用超强制冷剂液氢后终于达到-253摄氏度。最后,当当当,我们的氦头次在太阳,其次在矿石,最后在空气中三次被发现!就在我们身边!拉姆赛名垂千史!性格也不陌生,不用我说了吧?懒……)

(注:拉姆赛伟大,也在于他为门捷列夫的元素周期表添上了原不存在的一列0族元素!)

最后的功勋氡Radon,放射

1899年初卢瑟福、欧文斯与1900年居里夫妇与1903年德比纳分别发现了钍射气、镭射气、锕射气源自放射性元素的气态放射性物质。

依旧是我们的拉姆赛,在1908年提出,这些射气是同一种元素,并且也是惰性气体。他命名为Radon。


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