稀有气体的发现史

稀有气体的发现史（一）稀有气体是化学元素中最稳定的一族元素，它们在自然界中含量稀少，因此得名。

稀有气体在化学工业、电子工业、特殊用途等领域都有广泛的应用。

下面详细介绍稀有气体的发现史。

稀有气体的发现可以追溯到1894年，当时英国化学家瑞利（Lord Rayleigh）在研究氮气时，发现了一种新的气体，他称之为“氩”（argon）。

氩是一种无色、无味、无臭的气体，它在空气中的含量非常低，只有约1%。

瑞利的发现打开了化学世界的一个新领域，也为我们了解元素周期表奠定了基础。

随着时间的推移，科学家们逐渐发现了更多的稀有气体。

1898年，瑞利的学生拉姆齐（William Ramsay）发现了氦（helium），这是一种存在于地球大气中的气体，但是它的含量非常低，只有约5%。

拉姆齐还发现了氪（krypton）和氖（neon），它们在空气中都含量极低，但都具有重要的应用价值。

在接下来的几十年里，科学家们继续研究稀有气体，并发现了更多的元素。

1932年，加拿大化学家奥斯特瓦尔德（Ernst Ostwald）发现了氡（radon），这是一种具有放射性的稀有气体。

1951年，美国化学家吉姆（Joel Gimbel）发现了砹（astatine），这是一种非常稀有的元素，只有极少量存在于地球上。

稀有气体的发现史中，科学家们采用了不同的方法和技术。

最初，他们通过化学分析的方法发现了氩、氦、氖等元素。

后来，随着科技的发展，科学家们开始使用更高级别的实验技术来探测稀有元素。

例如，他们使用分光光度计来分析不同元素的光谱，使用气球法来测量大气中的稀有气体含量。

这些技术和方法不仅帮助科学家们发现了更多的稀有元素，还为化学科学的发展做出了重要贡献。

稀有气体的发现和应用历史不仅为化学科学的发展做出了重要贡献，也为我们了解自然界的奥秘提供了重要的线索。

从氩的发现到今天，稀有气体已经成为许多领域中不可或缺的材料，包括电灯泡、半导体工业、激光技术等。

稀有气体摘要：本文简要介绍了稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡的发现过程，并简单概括了稀有气体化学的建立过程，最后，简单介绍了稀有气体在工业、医学、尖端科学技术以至日常生活中的应用。

关键词：稀有气体应用Abstract:This paper describes the discovery process of rare gases helium、neon、argon、krypton、xenon、radon , and give a brief overview of rare gas chemistry of the building process , at last ,this paper describes the applications of rare gases in industrial、medical、cutting-edge science、technology as well as in everyday life. Key words:Rare gases Applications稀有气体元素是指氦、氖、氩、氪、氙、氡，由于它们在元素周期表上位于最右侧的零族，因此也称零族元素。

一、稀有气体的发现过程(1)氩的发现最早发现的稀有气体是氩，早在1785年之前英国化学家卡文迪许就在他的实验数据中发现了空气中除去二氧化碳、氮气和氧气后还残余一种气体，不过他本人没有再进一步研究，其实这种气体就是氩。

大约一个世纪后，英国物理学家瑞礼在研究大气中各种气体的密度时，发现出去氧后的的“氮气”密度是1.2572克/公升，而从氮化物中制得的氮的密度是1.2507，他无法对此实验现象给出合理解释。

后来，经过瑞礼和英国化学家瑞姆赛反复精确地实验，最后都得到一种空气的残余气体，经过光谱分析后才断定这种气体是一种新元素。

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，中文的译名是氩。

这就是传说中在科学界的“第三位小数的胜利”。

稀有气体的发现史作者：王壮凌来源：《发明与创新(学生版)》2007年第12期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％，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。

氩，最早发现的稀有气体作者：钟华来源：《科学24小时》2014年第02期空气中是不是只含有氧气（O2）和氮气（N2）两种气体呢？1785年，英国科学家卡文迪许做了一个关于空气的实验。

当他设法把空气里的氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气都吸收掉后，发现还有一个小气泡剩在玻璃管内。

卡文迪许没有忽视这个小气泡，做完这一艰巨的实验后，他得出结论：空气中除了氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气外，还有一种不跟氧气发生反应的气体。

它的含量极少，总量不超过空气的1/120。

1892年，英国物理学家雷利用精密的天平测定氮气的密度时，发现从空气中分离出来的氮气为每升1.2572克，而从含氮物质中制得的氮气为每升1.2508克。

经过多次测定，两者的质量仍然相差0.0064克。

雷利没有忽视这一细微的差异，他研究了一百多年前卡文迪许留下的资料，重做了卡文迪许做过的实验，获得了相同的实验结果。

雷利大胆怀疑，从空气中分离出来的氮气里含有未被发现的较重的气体。

后来，他与拉姆塞合作，用化学方法从空气中分离得到了这种气体。

经过分析，雷利判断这是一种新物质。

由于这种气体极不活泼，所以被命名为“氩”（拉丁语原意是“懒惰”）。

自此，第一个稀有气体被发现了。

实际上，当时他们得到的除氩外，还有极少量其它的稀有气体。

在之后的几年里，拉姆塞等人又从空气中陆续发现了氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）等稀有气体。

由此他们得出结论，空气是混合物。

虽然，这种大气成分普遍存在于人类身边，但是大部分科学家在分析时却都错过了发现的良机。

假如当初雷利把千分之几的偏差，简单地归结于实验误差，那么他同样会轻易地与氩失之交臂。

正是因为雷利和拉姆塞用严谨的科学态度，历经了10年平凡琐碎的化学实验工作，才终于取得了具有历史意义的重大成果。

1904年，诺贝尔物理学奖授予英国皇家研究所的雷利勋爵，以表彰他对一些重要气体的密度的研究，并在这些研究中发现了氩。

【小链接】氩（Ar）非金属元素，单原子分子，单质为无色、无味的气体，是目前最早发现的稀有气体，也是空气中含量最多的稀有气体。

[课外阅读]稀有气体的发现史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（RamsayW,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（CavendishH,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（RayleighJWS,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，即“不活泼”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(JanssenPJC,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(LockyerJN,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Helium，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(TraversMW,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。

一、氦气的发现氦气的发现可以追溯到19世纪末20世纪初。

氦是在地球上首次被观察到，并且是太阳光谱中首次被探测到的元素。

在1868年的日食期间，法国天文学家皮埃尔·詹森观察到了太阳光谱中的一个新的黄线，这个黄线后来被确定为氦的谱线。

因为这个元素是在太阳光谱中被首次发现的，它得名于希腊神话中的太阳神Helios。

然而，直到1895年，英国科学家威廉·拉姆齐和约翰·斯特拉特利首次在地球上成功分离出氦气。

他们在地球的气体中找到了这种新的元素。

氦是通过在矿泉水中寻找气体来发现的，因此氦的名字也与希腊语中的“Helios”（太阳）相关。

威廉·拉姆齐后来因此而获得了1904年的诺贝尔物理学奖。

二、氦气的应用1. 气球和飞艇充气：由于氦气的密度比空气小，具有较小的分子质量，因此被广泛用于充气气球和飞艇。

它比空气轻，能够提供足够的浮力，使得气球能够飘浮在空中。

2. 低温实验和设备：液态氦是一种极低温冷却剂，常用于实验室中的超导体研究和其他需要极低温度的实验。

液态氦的沸点很低，约为-268.93摄氏度，使得它成为一种理想的低温介质。

3. 医疗领域：氦气在医疗领域中也有应用，主要用于增氧疗法。

氦气和氧气混合使用时，由于氦的低密度，呼吸时可以减少气体的阻力，有助于提高呼吸的效率。

这在某些呼吸系统疾病的治疗中具有一定的帮助。

4. 激光技术：氦气常被用作激光介质，特别是在氦氖激光器中。

氦氖激光器广泛用于科学研究、医疗、通信和其他领域。

5. 太空探测：氦气也被用作太空探测器中的冷却剂，因为其低温性质使其适用于冷却敏感的仪器和设备。

氦气的低密度、低温性质以及化学稳定性使其在各种应用中都发挥着重要的作用。

然而，由于氦是地球上相对较为稀缺的元素，人们也在考虑节约使用和寻找替代方案以确保氦资源的可持续利用。

三、地球上氦气的由来以及储量氦气在地球上主要来自两个主要的来源：地壳中的放射性衰变和太阳风。

稀有气体的发现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（RamsayW,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（CavendishH,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（RayleighJWS,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，即“不活泼”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(JanssenPJC,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(LockyerJN,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Helium，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(TraversMW,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。

稀有气体元素发现小史门捷列夫所预言的尚未发现的元素（锗、镓、钪）性质得到了证实。

使化学家对寻找新元素发生了广泛的兴趣，这些新元素应该填满周期表上的空位。

但是稀有气体一族元素的发现是完全出人意料的。

门捷列夫预见到氢与锂之间有一个元素存在，但他没有能够预见到一族元素。

稀有气体中最先被发现的是氩。

1882年J·瑞利想要证实谱劳特的假说，着手测定氢和氧的密度以便证实或否定它们的相对原子质量（1∶16）。

经过十年后他宣布，氢和氧的相对原子质量比实际上是1∶15．882。

瑞利还测定了氮的密度，结果发现从大气中所分的氮的密度为1．252g/cm3，而从化学法中所得到的氮的密度为1．2505g/cm3，两者数值在小数点后第三位不相同。

他提出了好几种假说来解释造成这种不一致的原因。

他假定在大气氮中含有与臭氧相似的成分N3，但他在《自然》杂志上发表这一意见后没有引起广泛的注意。

只有W·拉姆塞注意到了瑞利的实验，要求共同研究这一问题。

拉姆塞检验了已测定的氮密度值，获得了同样的结果，他宣布这是因为大气氮中含有N3成分。

但是当拉姆塞着手对大气进行光谱分析时，他发现，在光谱中除了已知的氮谱线外还清楚地观察到了不属于任何一种已知元素的一组红色与绿色光谱线。

毫无疑问，在大气氮中含有某种未知元素。

这时他想起了卡文迪许过去做过的一种实验。

卡文迪许让含有充足氧气的空气通过放电，以便固定（氧化）全部氮气。

但是结果剩下约1/120的氮气不能被氧化。

拉姆塞和瑞利重做了卡文迪许的实验，结果发现确实有体积约占1/80的氮不能被氧化。

两位科学家在研究这种剩余气体时发现，它的密度比氮气的密度要大得多。

新的气体被命名为氩（英文为argon），其希腊文原意是“不活泼的、惰性的”。

原来大气中含有0．93％的氩。

在卡文迪许以后经过了一百多年，人们对空气进行了无数次的分析，但是都没有能够确定其中存在有1％左右的氩。

氩是一种单原子的气体。

稀有气体的发现史一、引言稀有气体是指存在于大气中的占据极少比例的气体，包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。

这些气体具有独特的化学性质和广泛的应用领域。

本文将探讨稀有气体的发现历史和相关重要发现。

二、氦的发现2.1 理论预言在19世纪末，根据元素周期表的构建，物理学家巴尔札克预测了一种尚未发现的元素——氦。

他认为，太阳的光谱中存在着这种新元素的特征线。

2.2 太阳光谱分析直到1868年，日本天文学家铃木慎太郎发现了太阳的光谱中存在一个未知的黄色线，并命名为”D3”线。

不久后，英国化学家诺曼德勒发现了同样的黄色线，并将其与巴尔札克的理论联系起来。

最终，诺曼德勒确定了这个线条来自一种新的元素，命名为氦。

三、氖的发现3.1 无色气体1882年，英国化学家威廉·拉姆齐和瑞士化学家特拉维斯分别发现了氖。

他们注意到，从液氧中除去氧气后，残留的气体是无色的。

他们随后将这种无色气体命名为氖。

3.2 氖光谱接下来，拉姆齐和特拉维斯研究了氖气体的光谱。

他们发现，氖放电管产生出独特的红色光线，这引起了物理学家的广泛兴趣。

由于氖发光明亮而稳定，被广泛应用在霓虹灯、指示灯和广告牌等照明设备中。

此外，氖还用于高压放电管和激光器。

四、氩的发现4.1 空气成分在18世纪末，英国化学家亨利·卡文迪什通过对空气进行实验发现，空气中存在一种未知组分。

4.2 新元素的发现1894年，英国化学家吉姆逊使用液化空气分离技术成功地从空气中分离出氩。

他将这种新元素命名为氩，意为”懒惰”，因为氩几乎不与其他元素反应。

4.3 氩的应用氩广泛应用于航天器、焊接气体、激光器和照明设备中。

它还用作一种安全气体，填充灭火器和维持惰性气氛。

五、氪的发现5.1 氪的预测在19世纪末，根据元素周期表的构建，化学家亨利·莫塞利预测了一种尚未发现的元素，他将其命名为”惰性”。

5.2 氪的分离1898年，莫塞利和威廉·拉姆齐通过液化空气分离技术成功地从空气中分离出氪。

稀有气体的发现史
二百多年前，人们已经知道，空气里除了少量的水蒸气、二氧化碳外，其余的就是氧气和氮气。

1785年，英国科学家卡文迪许通过实验发现，把不含水蒸气、二氧化碳的空气除去氧气和氮气后，仍有很少量的残余气体存在。

这种现象在当时并没有引起化学家的重视。

一百多年后，英国物理学家雷利测定氮气的密度时，发现从空气里分离出来的氮气每升质量是1.2572克，而从含氮物质制得的氮气每升质量是1.2505克。

经多次测定，两者质量相差仍然是几毫克。

可贵的是雷利没有忽视这种微小的差异，他怀疑从空气分离出来的氮气里含有没被发现的较重的气体。

于是，他查阅了卡文迪许过去写的资料，并重新做了实验。

1894年，他在除掉空气里的氧气和氮气以后，得到了很少量的极不活泼的气体。

与此同时，雷利的朋友、英国化学家拉姆塞用其它方法从空气里也得到了这样的气体。

经过分析，判断该气体是一种新物质。

由于这气体极不活泼，所以命名为氩（拉丁文原意是“懒惰”）。

以后几年里，拉姆塞等人又陆续从空气里发现了氦气、氖气、氪气和氙气等稀有气体。

英国化学家莱姆大塞因此获得了１９０４年诺贝尔化学奖。