林楚 2008年08月22日 07:23
地球的周圍瀰漫著大量的空氣，我們人類就生活在空氣之中。空氣裏面究竟含有哪些成分？對這個問題，早在19世紀許多化學家就開始研究了。研究結果是空氣是由氧氣、氮氣，以及少量的二氧化碳、水蒸氣組成的。這個結論是否絕對正確呢？
1894年英國化學家拉姆賽和物理學家瑞利，首先發現了第一種稀少的氣體——氬，後來拉姆賽和其他科學家一起不斷地探索，證實空氣中還含有極少量的惰性氣體(氬、氖、氦、氪、氙)，只是它們的量極少，所以以前許多化學家沒有發現它們。
1852年拉姆賽出生在英國的格拉斯哥。他從小聰明好學，興趣廣泛，會拉小提琴，喜歡踢足球，善於朗誦，當然更喜歡看書。一次小拉姆賽踢足球時不當心把腳踝骨搞傷了，躺在醫院裏疼得他哇哇直叫，媽媽隨手拿了一本怎樣做焰火的書給他看。看著看著，他漸漸入了神，把疼痛全忘了。腳傷痊癒後，拉姆賽忘不了那本書中展現的豐富多采、變化莫測的奇異世界，於是他暗暗下定決心：長大了一定要當一位化學家。
終於，功夫不負有心人，拉姆賽以優異的成績大學畢業後，又經過幾年刻苦努力，使他在無機化學和物理化學方面取得了一定的成績，並於1872年獲得了博士學位。他先在安德遜學院做一名實驗室助理，後來被格拉斯哥大學約翰·費格森化學教授請去當了助手。
正當拉姆賽潛心制定新的研究計劃時，英國一位物理學家瑞利找上門去了。“拉姆賽，我碰到一樁怪事，你能不能幫幫我的忙，解開疑團？”瑞利開門見山說明了來意。
“只要我辦得到，一定相助。”拉姆賽欣然應允。
近一段時期，瑞利正在測定各種氣體的密度，尤其是空氣中氮氣的密度。他取來一瓶空氣，先除去氧氣，再除去二氧化碳和水，留下的該是氮氣了，測定的結果，氮氣與空氣的相對密度是1.2572。接著他又測定了從一氧化氮、氨、尿素中得到的純氮氣，測得的相對密度是1.2505，兩者竟然相差0.0067。瑞利曾經想，會不會是空氣中還含有微量的氧氣，或者由氨制得的氮氣可能混雜有氫氣？反復思忖，覺得都不對，那又是什麼道理呢?他百思不得其解，所以只得上門求教拉姆賽了。
拉姆賽對此問題興趣甚濃。對瑞利測出的數據是否正確，拉姆賽首先想驗證一下。
第二天他取來了一些氨氣，將它加熱，氨氣分解得到純凈的氮，然後測定了氮氣的相對密度是1.2505，跟瑞利得出的數據相同。接著他又重復瑞利做的實驗，即從空氣中得到了氮，測得的氮氣相對密度跟瑞利做出的也一樣，兩者仍然相差0.0067。這時可以證實瑞利測出的數據肯定沒錯。
拉姆賽想既然純氮氣的密度比空氣中所謂氮氣的密度要小，那麼很可能空氣中還含有其他物質，這物質的密度要比氮氣大。也就是說空氣中還有可能存在未知的元素。
強烈的探索慾望打亂了拉姆賽的生活節奏，他做夢也在想一定要把這個未知元素找出來。要在空氣中找到新的氣體，先得除去空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣，還有氮氣，前面三種氣體除去比較好辦，但是氮氣怎麼排除呢?拉姆賽一連想了幾天也沒想出個好辦法來。
一天，拉姆賽忽然記起曾經為學生做過鎂性質的演示實驗，就是讓金屬鎂在空氣中燃燒，結果鎂不僅與氧化合生成氧化鎂，還跟氮作用生成氮化鎂。他想，利用鎂的這一性質，不就可以除去空氣中的氮氣嗎?
辦法想好了，拉姆賽緊接著就開始動手做實驗。他先取來了一大瓶空氣，一瓶氫氧化鈉溶液，一瓶濃硫酸，在一隻管子裏放好均熱的鎂粉，還搞到了一點銅屑……接下來他先讓空氣通過赤熱的銅屑，除去氧氣，再通過氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳，又通過濃硫酸把水蒸氣除去，最後讓空氣通過裝有鎂的管子，除去氮氣，結果瓶內果真還留有一點氣體，這氣體不就是要找的未知元素嗎?拉姆賽高興極了，馬上把這消息告訴了瑞利。
為了確證這是否是新元素，兩人立即把這種氣體放到光譜儀上去測量，結果發現這種譜線他們從來沒有看見過，所以確信這是一種新元素。拉姆賽又測定了這種氣體的相對密度，發現它大約是氮的一倍半，解開疑團己勝利在望了。
為了徹底揭開這種氣體的真面貌，拉姆賽和瑞利對該氣體進行了反復的研究得知這種氣體性情十分孤僻，不願跟別的物質發生反應，於是，他們就給這種怪元素取名叫"氬"，含有懶惰的意思。
空氣中居然發現了惰性氣體，這消息轟動了整個世界，但拉姆賽並沒有陶醉在勝利的喜悅中，他要繼續探索，看看空氣中還有沒有其他未知元素。
拉姆賽在另一個化學家特拉威斯的協助下又開始了新的研究。他們用空氣液化的辦法，利用沸點不同，將空氣中的氧氣、氮氣、二氧化碳及氬氣等一一除去，然後觀察剩餘氣體的光譜線。終於在1898年，拉姆賽和特拉威斯又陸續發現了氖、氪、氙等新元素。它們的性質和氬一樣，都非常懶惰，所以統稱它們為惰性氣體。
惰性氣體的發現為門捷列夫的元素週期表增添了新的一族，從而使元素週期表更趨完善。
隨著科學的發展，人們對惰性氣體的研究越來越深入，對它們也越來越了解了。人們正在利用它們獨特的性質，來完成其他氣體不能勝任的事情。例如我們日常用的電燈泡，裏面充的就是氬和氮的混合氣；五顏六色的霓虹燈就是氬氣和氖氣在發揮作用；充氙氣的燈泡，俗稱“人造小太陽”，能發出比日光燈強幾萬倍的強光，氪能吸收X射線，可用作X射線工作室的遮光材料；氦還可用來填充電子管、潛水服等。這些被人認為懶惰的氣體，正越來越廣泛地為人類服務。
