拉姆塞-惰性气体的发现者

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拉姆塞是英国著名化学家,他因发现了惰性气体而闻名于世。
著名科学家威廉?汤姆生曾这样评述拉姆塞的伟大发现:“大部分学者认为科学的想象力更胜于精确的量度。其实,瑞利(另一位化学家)和拉姆塞的工作证明:一切科学上的伟大发现,几乎完全来自精确的量度和从大量的数字中明察秋毫”。
拉姆塞的理论思维能力和动手能力都很强,他把发现的氦、氖、氩、氪、氙等气体,作为一族,完整地插入了化学元素周期表中,使化学元素周期表更加完善,他这一工作,比每一个元素的单独发现更为重要。
小教徒 拉姆塞1852年10月2日的出生,给了他父母极大的欢喜。老拉姆塞和妻子结婚的时候,夫妇的年龄都已快四十岁了。他们认为自己已经没有生育子女的希望了。但不久,拉姆塞太太的怀孕使他们欣喜若狂,果然第二年就生下了聪明可爱的小拉姆塞。父母对这个唯一的儿子庞爱有加,他们努力使拉姆塞受到良好的教育。
拉姆塞从小喜欢大自然,喜欢音乐,爱读书也爱收藏书,而且很喜欢学习外语, 小拉姆的某些行动,使成年人感到吃惊。
小拉姆塞经常坐在格拉斯哥自由圣马太教堂里,寂寞地好像是听教师在讲道。大人们不明白这位活泼好动的孩子,为什么总能安静的坐在这里。
“小拉姆塞,你在干什么呀?”一次,一位邻居在教堂里又发现了拉姆塞,他手里捧着一本厚厚的书,“你是在阅读圣经吗?”
“是的,先生。”拉姆塞像个大人一样彬彬有礼地说。
这位邻居凑过去一看,拉姆塞手里捧的是圣经,但是却并不是英文版的,而是法文版的。
“小拉姆塞,你认识法文?”
“学呗”。拉姆塞干脆地回答,随手指指身边的另一本圣经说,“这还有德文版的呢”。
这位邻居非常惊叹,他没想到拉姆塞小小年纪竟然是这么一个爱学习的有心人。
其实,拉姆塞到教堂来还有一个目的,教堂的窗子上按嵌着许多几何图形,他是要看一看,以便验证一下在学校里学的几何定理呀。 十四岁的大学生 拉姆塞自从上学开始,成绩一直都保持在全优的水平,他的名气越来越大,被人们称为“神童”。
一天,拉姆塞象往常一样去上学。到了学校,就有一位同学告诉他:“老师让你去一趟他的办公室”。
拉姆塞急忙跑向老师的办公室。
“拉姆塞,请进来。”老师温和地请他过来。
“有什么事吗?”
“拉姆塞,以后我们不能经常相处了”。
“为什么?”拉姆塞愣住了。
“是一个好消息,拉姆塞,我们接到了格拉斯哥学院的通知,他们已正式决定,破格录取你升入他们学院就读。”
“真的?”拉姆塞高兴极了。
“当然是真的,拉姆塞,向你表示祝贺,我们会想念你的”。
“谢谢,我也会想念您的”。这个十四岁的大学生高高兴兴地回家了,把喜讯告诉给他亲爱的爸爸妈妈。
升入大学后,拉姆塞继续刻苦钻研。他这时已对化学产生了浓厚的兴趣,虽然学院里还没有开这门课,但这并不妨碍他进行各种各样有趣的化学试验。他的同班同学菲夫后来这样回忆拉姆塞刚入大学时的情形:“拉姆塞刚入大学时,才十四岁,我们还没学化学,但他一直在家中做各种实验。实验是在卧室中做的,他的卧室四处都放着药瓶,瓶里装着酸类、盐类、汞等等。那时我们刚刚认识,印象中他对买化学药品和化学仪器很在行。下午,我们常在我家会面,一起做实验。如制取氢、氧,由糖制草酸等。我们还自制了许多玻璃用具,自制了本生灯,拉姆塞是制造玻璃仪器的专家,当时除了烧瓶和回颈甑以外,所有的仪器,都是我们自制的。” “懒惰的气体” 1870年,拉姆塞大学毕业。毕业后,去德国海德里拜本生为师,继续学习。一年以后,由本生推荐到帝宾根大学继续深造,在那里获得了博士学位。1880年,他被布里斯托尔学院聘为化学教授,两年后,担任了该院的院长。
这个时候,另一位英国化学家瑞利正在致力于研究空气的成分,他经过极为精密的定量分析发现,由氨制得的氮,总比由空气制得的氮轻千分之一,反复研究不得其解。于是,他将这一研究事实,刊登在英国“自然界”刊物上,希望有人能解答出这个问题。
拉姆塞发现这篇文章后,征得了瑞利的允许,也开始研究大气中氮的成分。
他研究的方法是让空气在红热的镁上通过,这样镁和空气中的氧和氮产生反应,足够的镁就等于吸收了空气中的氧和氮,经过反复试验空气体积的八十分之七十九都已被吸收,只余下八十分之一。
“这剩余的气体会不会是氮的一种变种呢?”拉姆塞这样考虑。但经过精密的光谱分析发现,余下的气体,除了氮的谱线外,还存在着红色和绿色各种谱线,这些红绿线决不可能是氮的。那就只剩下一种可能:空气中还存在另一种不为人知的气体。
这种气体含量极少,而且性质极不活泼,不易与其他物质发生作用,所以人们一直没有发现它。
1894年5月24日,拉姆塞给瑞利写了封信,说明了自己的研究发现和推断。同年8月7日他又给瑞利去了一封信:“我想最好用我们两个人的名义发表”。
这样,在英国科学协会的大会上,他们两个人一起宣布,发现了一种惰性气体。
这个消息震动了参加大会的学者们,经大会主席提议,给这种新气体定名为“氩”,意思是“懒惰的气体”。 再接再励 元素氩发现以后,拉姆塞在他开发的领域继续深入研究。
他把沥青铀矿经无机酸处理之后,制得一种新气体。他把新气体先封入一个真空管,然后做光谱分析。在分光器上他看到了氩的光谱。
“原来还是这个懒惰的气体”,拉姆塞泄气地说。
忽然,光谱上又出现了一种深黄色的明线,光辉灿烂。
这是什么?他精神一振,仔细观察了一番,认为,这种光谱虽和钠的光谱有相似之处,但并不重合,决不会是同一种物质,极有可能又是一种新的元素!
拉姆塞马上把这个现象拍电报告诉了另一位科学家克鲁克斯,直到星期六早晨。克鲁克斯的电报终于回来了,经研究确定,这是另一个惰性气体??氦。
氦的发现给了拉姆塞很大的激励,他和特拉弗斯合作,继续研究,相继又发现了氪、氖和氙。
他们设法取得了1升的液态空气,然后小心地分步蒸发,在大部分气体沸腾而去之后,遗下的残余部分,氧和氮仍占主要部分。他们进一步用红热的铟和镁吸收残余部分的氧和氨,最后剩下25毫升气体。
他们把这25毫升气体封人玻璃管中,来观察其光谱,看到了一条黄色明线,这条线比氦线略带绿色,另有一条明亮的绿色谱线。
“这绝不是已知元素的谱线”。拉姆塞说。
特拉弗斯表示同意。他们被新发现鼓舞着,当晚就测定了这种气体的密度、原子量,为此,他们一直工作到深夜。
“给它起个什么名字呢?这个隐藏极深的家伙”。
“就叫做‘氪’吧”。
“氪”在英语中是“隐藏”的意思。
“哎呀!”特拉弗斯忽然惊叫了一声。
“怎么啦?”拉姆塞以为发生了什么事。
“真是糟糕”,特拉弗斯捶着脑袋说,“明天,不,已经是今天了,我要举行博士论文答辩,我竟然给忘了。”
拉姆塞笑起来:“这可真是一件糟糕的事,特拉弗斯,快去休息一会吧!”
氖是在氪的基础上发现的,他们用减压法继续分馏残余的气体,收集了从氩气中挥发出的部分,这部分气体具有极壮丽的光谱,带着许多条红线,许多淡绿线,还有几条紫线、黄线,非常明显。在高度真空里,它甚至还闪着磷光。他们深信又发现了一种新气体。
“这种景象真是美丽极了。过去两年的努力看来没有白费。我敢打赌,只要看过这种景象,任何人都会永远铭记。”特拉弗斯说。
“是的,世界上没有别的东西,能比它发出更强烈的光来。”拉姆塞同意他的意见。
拉姆塞有一个十三岁的儿子名叫威利。他得知父亲又发现了新气体,就对父亲说:“您打算怎么称呼它呢?”
拉姆塞反问儿子:“你有什么主意吗?”
“我倒喜欢NOVE这个词。”威利说。
“嗯,NOVE,不错,不过,NEON是不是更好一些?它们的意思是一样的。”
这样,1898年6月,新发现的气体有了它的名称:氖。它含有“新奇”的意思。
1898年7月12日,拉姆塞又发现了另外一种惰性气体,命名为“氙”,含有“陌生者”的意思。 可怕的化合物 拉姆塞在科学上作出了重大发现,成为一名举世闻名的化学家,他同时还是一位优秀的语言学家。由于从小认真学习,他精通英、法、意、德、荷等多种语言,被誉为“科学界中最优秀的语言学家”。
他平时谈吐十分恢谐,幽默,妙趣横生。一次他外出旅行,车厢里的旅伴是三个律师,他们摇动三寸不烂之舌,一路上不停地聒噪,惹得拉姆塞烦心不已,回来后,他谈起这次旅行,说道:“我和旅伴们成了一个项可怕的化合物,一不小心就会发生爆炸。你想,三个无事生非的律师,再加上我这个危险的化学家,这不是三氯化氮吗?随时都会发生爆作的!”
拉姆塞也曾告诫他的学生,做学问应当“多看、多学、多试验,如果取得成果,绝不炫耀。学习和研究中要顽强努力,一个人如果做不到‘三多’,而是‘两怕’,怕费时,怕费事,则将一事无成”。
1916年7月23日,拉姆塞逝世了,享年六十四岁。 a
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