氬氣是一種非常古怪的氣體,懶惰且孤獨,幾乎不與任何元素發(fā)生化學反應。它的發(fā)現(xiàn),震驚了當時的科學界,而發(fā)現(xiàn)者是英國物理學家瑞利。
瑞利每天的工作就是用一架特別精確的天平測量氣體的密度,測量氣體密度有4個步驟:1.稱一下大玻璃球;2.將氣體充入這個玻璃球中,再稱一下;3.將兩次稱量結果相減,得出氣體的質量;4.最后用氣體的質量除以大玻璃球的容積。這種枯燥的工作,瑞利做了很多年都不覺得厭煩。
一次,他讓空氣通過燒得通紅的裝滿銅屑的管子,氧氣與銅化合,生成氧化銅。由于空氣基本是由氧氣和氮氣組成的,所以管子里剩下的氣體就是氮氣。他測量氮氣的密度,結果是1.2572克/升,即每升氮氣重1.2572克。
而他之前從氨氣中分解得到的氮氣每升重量為1.2508克,比從空氣中分離出來的氮氣輕了0.0064克。
奇怪!兩個結果居然不一樣,是不是實驗出了差錯?他又做了好幾次實驗,結果還是一樣。
在一般人看來,0.0064克的差別實在太小了,都在小數(shù)點后面第三位了,干脆忽略算了??墒侨鹄贿@么想,他是個很較真的人。
他又埋頭做了兩年實驗,得出的實驗結果還是一樣:從含氮的物質中分解得到的氮氣比從空氣中分離出來的氮氣輕。
這到底是怎么回事呢?瑞利的朋友拉姆賽和他合作研究這個問題。
實際上,氮氣剛剛被發(fā)現(xiàn)時,人們叫它“濁氣”。18世紀末,英國化學家開文迪許做了大量關于空氣的實驗,發(fā)現(xiàn)空氣中的濁氣不是單一的物質,還混有一種不與氧氣化合的濁氣,但他沒有對這種濁氣進行更深入的研究。
瑞利和拉姆賽把這種濁氣裝在氣體放電管中,通上高壓電后,濁氣閃閃發(fā)光。用分光鏡檢查,發(fā)現(xiàn)光譜中有橙色和綠色的譜線,這是已知的元素所沒有的譜線,表明這種濁氣是一種新的氣體。
接下來,他們又做了許多實驗,發(fā)現(xiàn)這種新氣體不與任何物質發(fā)生化學反應。根據新氣體的這個性質,科學家給它取名為氬氣。