鐘華

空氣中是不是只含有氧氣（O2）和氮氣（N2）兩種氣體呢？

1785年，英國科學家卡文迪許做了一個關于空氣的實驗。當他設法把空氣里的氮氣、氧氣、二氧化碳、水蒸氣都吸收掉后，發(fā)現(xiàn)還有一個小氣泡剩在玻璃管內(nèi)?？ㄎ牡显S沒有忽視這個小氣泡，做完這一艱巨的實驗后，他得出結論：空氣中除了氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣外，還有一種不跟氧氣發(fā)生反應的氣體。它的含量極少，總量不超過空氣的1/120。

1892年，英國物理學家雷利用精密的天平測定氮氣的密度時，發(fā)現(xiàn)從空氣中分離出來的氮氣為每升1.2572克，而從含氮物質中制得的氮氣為每升1.2508克。經(jīng)過多次測定，兩者的質量仍然相差0.0064克。雷利沒有忽視這一細微的差異，他研究了一百多年前卡文迪許留下的資料，重做了卡文迪許做過的實驗，獲得了相同的實驗結果。

雷利大膽懷疑，從空氣中分離出來的氮氣里含有未被發(fā)現(xiàn)的較重的氣體。后來，他與拉姆塞合作，用化學方法從空氣中分離得到了這種氣體。經(jīng)過分析，雷利判斷這是一種新物質。由于這種氣體極不活潑，所以被命名為“氬”（拉丁語原意是“懶惰”）。自此，第一個稀有氣體被發(fā)現(xiàn)了。

實際上，當時他們得到的除氬外，還有極少量其它的稀有氣體。在之后的幾年里，拉姆塞等人又從空氣中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）等稀有氣體。由此他們得出結論，空氣是混合物。

雖然，這種大氣成分普遍存在于人類身邊，但是大部分科學家在分析時卻都錯過了發(fā)現(xiàn)的良機。假如當初雷利把千分之幾的偏差，簡單地歸結于實驗誤差，那么他同樣會輕易地與氬失之交臂。正是因為雷利和拉姆塞用嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，歷經(jīng)了10年平凡瑣碎的化學實驗工作，才終于取得了具有歷史意義的重大成果。

1904年，諾貝爾物理學獎授予英國皇家研究所的雷利勛爵，以表彰他對一些重要氣體的密度的研究，并在這些研究中發(fā)現(xiàn)了氬。

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氬（Ar）

非金屬元素，單原子分子，單質為無色、無味的氣體，是目前最早發(fā)現(xiàn)的稀有氣體，也是空氣中含量最多的稀有氣體。氬的化學性質極不活潑，不能燃燒，也不能助燃，主要用途是向電燈泡內(nèi)充氣、焊接和切割金屬等。

雷利（1842-1919年）

原名約翰·威廉·斯特拉特，因他的祖父被英國皇室封為勛爵，他是第三世，故被尊稱為雷利男爵三世。1904年，他因和拉姆塞同時發(fā)現(xiàn)了惰性元素氬（Ar）而榮獲了該年度的諾貝爾物理學獎。

威廉·拉姆塞（1852-1916年）

他因發(fā)現(xiàn)氦、氖、氬、氙、氡等惰性氣體，并確定了它們在元素周期表中的位置，而獲得了1904年諾貝爾化學獎。拉姆塞曾告誡他的學生，做學問應當“多看、多學、多試驗，如取得成果，絕不炫耀。學習和研究要頑強努力，一個人如果怕費時、費事，則將一事無成?！?/p>