化學(xué)家威廉?拉姆塞發(fā)現(xiàn)多種氣態(tài)惰性元素的故事

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

威廉·拉姆塞(WilliamRamsay)是英國化學(xué)家。拉姆塞1852年10月2日生于英國的格拉斯哥。他的父母結(jié)婚時,都已年近四十,自慮已沒有生育子女的希望,沒想到第二年就生下小拉姆塞。拉姆塞的父母都是善良聰明的蘇格蘭人,家庭幸福美滿,他們努力使拉姆塞受到良好的教育。

拉姆塞從小喜歡大自然,極善音律,愛讀書也愛收藏書,而且很喜歡學(xué)習(xí)外語。他幼年時的許多行為,使成年人都感到吃驚。他小時經(jīng)常坐在格拉斯哥自由圣馬太教堂里,寂寞地好像是聽卡爾文教徒講道,大人們不明白這位活潑好動的孩子,為什么能安靜地坐著。人們總看見他在閱讀圣經(jīng),走近一看才明白,原來小拉姆塞看的不是英文版的圣經(jīng),而是看的法文版,有時又看德文版。他是在用這種方法學(xué)習(xí)法文和德文。拉姆塞去教堂的另一目的是看教堂的窗子,因為那窗上鑲嵌著許多幾何圖形,他通過那些圖形驗證學(xué)校學(xué)的幾何定理。

拉姆塞不僅是一位科學(xué)家,而且還是一位學(xué)識淵博的語言文學(xué)家。他既精通英國語言文學(xué),也能用純熟的德語演講,他既可以用法語侃侃而談,也可以用意大利語交往。因發(fā)現(xiàn)氦、氖、氬、氙、氡等氣態(tài)惰性元素,并確定了它們在元素周期表中的位置,而獲得1904年諾貝爾化學(xué)獎。拉姆塞于1912年退休,但是仍然在家中進(jìn)行科學(xué)研究,直到1916年7月23日在英格蘭白金漢郡病逝,享年64歲。

【氬的發(fā)現(xiàn)】

拉姆塞得知瑞利的研究以后:征得了瑞利的允許,也開始研究大氣中氮的成分,他研究的方法是讓空氣在紅熱的鎂上通過,讓鎂吸收空氣中的氧和氮。經(jīng)過反復(fù)作用,原空氣體積的79/80都已被吸收,只余下1/80。起初,拉姆塞認(rèn)為余下的氣體是氮的一種變種,可能是類似臭氧的物阮但經(jīng)過精密的光譜分析發(fā)現(xiàn),余下的氣體,除了氮的譜線以外,尚有原來人們不知道的紅色和綠色各種譜線,經(jīng)克魯克斯分析,剩余氣體的譜線多達(dá)200余條。

1894年5月24日,拉姆塞給瑞利的信中與道:“您可曾想到,在周期表第一行最末的地方,還有空位留給氣體元素這一事實嗎?”同年8月7日他給瑞利的信中又寫道:“我想最好用我們兩個人的名義發(fā)表,對于您的提議,我非常感謝,因為我覺得,一個幸運的機會,已經(jīng)使我能夠制取大量的Q,此外還有兩種X……”之后,正值英國科學(xué)協(xié)會在牛津開會,拉姆塞和瑞利向大會宣布,發(fā)現(xiàn)了一種惰性氣體。與會學(xué)者都很吃驚,這一發(fā)現(xiàn),以主席馬登(H.0.Madan)的提議,定名為氬(Argon),即“懶惰的氣體”。

【氖的發(fā)現(xiàn)】

拉姆塞和特拉弗斯用減壓法繼續(xù)分餾殘留空氣,收集了從氬氣中揮發(fā)出的部分,他們發(fā)現(xiàn),這種輕的部分,“具有極壯麗的光譜,帶著許多條紅線,許多淡綠線,還有幾條紫線,黃線非常明顯,在高度真空下,依舊顯著,而且呈現(xiàn)著磷光。”他們深信,又發(fā)現(xiàn)了一種新的氣體,特拉弗斯說:“由管中發(fā)出的深紅色強光,已敘述了它自己的身世,凡看過這種景象的人,永遠(yuǎn)也不會忘記,過去兩年的努力,以及在全部研究完成以前所必須克服的一切困難,都不算什么。這種未經(jīng)前人發(fā)現(xiàn)的新氣體,是以喜劇般的形式出現(xiàn)的,至于這種氣體的實際光譜如何,目前尚無關(guān)緊要,因為我們就要看到,世界上沒有別的東西,能比它發(fā)出更強烈的光來。”

拉姆塞有個13歲的兒子名叫威利,他曾向父親說:“這種新氣體您打算怎么稱呼它,我倒喜歡用nove這個詞。”拉姆塞贊成他兒子的提議,但他認(rèn)為不如改用同義的詞neon,這樣讀起來更好聽。這樣, 1898年6月,新發(fā)現(xiàn)的氣體氖就確定了名稱,它含有“新奇”的意思。以后氖成了霓虹燈的重要材料。

1898年7月12日,由于他們有了自己的空氣液化機,從而制備了大量的氪和氖,把氖反復(fù)分次革取,又分離出一種氣體,命名為xenon(氙)。含有“陌生人”的意思。

【氦的發(fā)現(xiàn)】

元素氖發(fā)現(xiàn)以后,拉姆塞在他開發(fā)的領(lǐng)域繼續(xù)深入研究,1895年3月17日,他把他研究太陽元素氦的情況,寫信給布卡南(Bachanan),信中說,“那種瀝青鈾礦經(jīng)無機酸處理以后,放出的惰性氣體,克魯克斯認(rèn)為它的光譜是新的,而我從處理方法上來看,我敢確定它不是氖,現(xiàn)在我們正忙于繼續(xù)制取,數(shù)日以后,我希望能制得足量的做密度測定,我想,也許就是我們尋求已久的氫吧。”不到一周,拉姆塞就證明了,這種物質(zhì)是氦。

1895年3月24日,拉姆塞給他的夫人的信中寫道:“先講一個最新的消息吧,我把新氣體先封人一個真空管,這樣裝好以后,就在分光器上看到它的光譜,同時也看到氖的光譜,這氣體中是含有氬的,但是忽又見到一種深黃色的明線,光輝燦爛,和鈉的光線雖不重合,可也相差不遠(yuǎn),我惶惑了,開始覺得可疑。我把這事告訴了克魯克斯,直到星期六早晨,克魯克斯拍來電報。電文如下:從釩鈾礦中分離出的氣體,為氬和氦兩神氣體的混和物。”

【氪的發(fā)現(xiàn)】

拉姆塞發(fā)現(xiàn)氬、氦兩種氣體以后,繼續(xù)研究,又發(fā)現(xiàn)了氪、氖和氙。

拉姆塞繼續(xù)發(fā)現(xiàn)的各種惰性氣體,多得特拉弗斯的幫助,他們設(shè)法取得了1升的液態(tài)空氣,然后小心地分步蒸發(fā),在大部分氣體沸騰而去之后,遺下的殘余部分,氧和氮仍占主要部分。他們進(jìn)一步用紅熱的銦和鎂吸收殘余部分的氧和氮,最后剩下25毫升氣體。他們把25毫升氣體封人玻璃管中,來觀察其光譜,看到了一條黃色明線,比氦線略帶綠色,有一條明亮的綠色譜線,這些譜線,絕對不和已知元素的譜線重合。

拉姆塞和特拉弗斯在1898年5月30日,把他們新發(fā)現(xiàn)的氣體命名為氪(Krypton),意即隱藏的意思。他們當(dāng)晚測定了這種氣體的密度、原子量,同時發(fā)現(xiàn),這種惰性氣體應(yīng)排在溴和銣兩元素之間。為此,他們一直工作到深夜,特拉弗斯竟把第二天他自己要舉行的博士論文答辯部忘得一干二凈。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuzhong/963156.html

相關(guān)閱讀:中科院大化所二氧化碳催化轉(zhuǎn)化研究取得新進(jìn)展