稀有气体发现简史
2009-07-22 16:10阅读:
稀有气体发现简史
根据高等教育出版社1987年版《无机化学》整理
稀有气体的发现有一段颇有趣味的历史,1868年法国天文学家詹森(Janssen)观察全日蚀时,发现了一条特殊的黄色普线。后来经英国天文学家洛克耶尔(Lockyer)的研究,发现它与地球上已知元素的普线都不同,说明太阳大气中从在一种地球上还没有发现的新元素,于是把这种元素命名为氦(Helium),希腊文是太阳的意思。1895年英国化学家拉姆齐(Ramsay)用光谱实验证明了地球上也有氦存在。
氩的发现经历了更为曲折的历程。早在1785年,卡文迪许(Cavendish)在空气中入过量的氧气,用放电法使氮气氧化为一氧化氮,生成的一氧化氮用氢氧化钠溶液吸收,剩余的氧气用红热地铜除去,可是即使把所有的氧气和氮气除尽,仍有少量的气体存在.
这种残余气体是什么?卡文迪许没有得出正
确的结论。1893年英国物理学家雷利(Rayleigh)发现从氮的化合物制得的氮气每升重1.2505g,而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1.2572g。虽然两者相差不大,但已超出了实验误差的允许范围。这个现象引起雷利的兴趣,他把这个问题公开在一本杂志上,并重做了卡文迪许的实验。
雷利的文章发表后,拉姆齐也开始对这个问题进行研究。但是他和雷利采取了不同的途径。他把已经不含有CO2、H2O和O2的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气。
雷利和拉姆齐虽然采用了不同的途径,但都能得到一些残余气体。他们确定了所得气体的密度为1.9086g·cmˉ3,考察所的气体的光谱,断定该气体为一新元素。因它极不活泼,便给它命名为氩(Argon),希腊文是“懒惰者”的意思。
氦、氩的性质很相近,而它们与周期系中已被发现的其它元素在性质上有很大差异。拉姆齐根据周期系的规律就设想氦和氩可能是另一族元素,并且预料它们之间还有一种尚未发现的新元素,并推测这一族还有未发现的新元素。1898年拉姆齐和他的学生,在大量液态空气蒸发后的残余物中,首先发现了比氩重的氪(Krypton),希腊文是“隐藏”的意思。同年,又分离出氖(Neon),希腊文是“新的”的意思,测定其相对原子质量为20,正处于氦和氩之间。同年7月,又分离出氙(Xenon),希腊文是“陌生”的意思。1900年多恩(Dorn)在某些放射性矿物中发现了氡(Radon),希腊文是“发光”的意思。在1908年拉姆齐等人正是把这种元素分离出来。
就这样,在几年内发现了六中稀有气体。这些气体组成了元素周期系中的一个族——0族。
稀有气体的物理性质
性质
|
He
|
Ne
|
Ar
|
Ke
|
Xe
|
Rn
|
原子序数
|
2
|
10
|
18
|
36
|
54
|
86
|
相对原
子质量
|
4.0026
|
20.183
|
39.948
|
83.80
|
131.3
|
222.0
|
熔点/K
|
0.9
|
24
|
84
|
116
|
161
|
202
|
沸点/K
|
4.2
|
21
|
87
|
120
|
166
|
211
|
水中的
溶解度
(mol·Lˉ1)
|
13.8
|
14.7
|
37.9
|
73
|
110.9
|
—
|
气体密度/g·Lˉ1
|
0.1782
|
0.9002
|
1.7809
|
3.708
|
5.851
|
9.73
|