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正在加載稀有氣體

1785年英國科學家卡文迪許在一個盛有空氣并加有氧氣的裝置中，利用電火花使其中的氮和氧化合并將生成的氮的氧化物用水溶去。他將上面這個過程反復多次后，發(fā)現(xiàn)無論往其中加多少氧氣，空氣試樣中總有大約原來體積的1%左右的氣體被殘留了下來?？ㄎ牡显S因此成為了世界上最早用實驗方法從空氣分離出惰性氣體的第一位科學家。

1892年，一位在英國劍橋卡文迪許實驗室工作的名叫瑞利的物理學家和另一位在倫敦大學學院擔任化學教授的名叫拉姆塞的化學家，才真正揭開了卡文迪許實驗中殘余的稀有氣體之謎。

瑞利善于精確地測量氣體的密度，因而發(fā)現(xiàn)用卡文迪許方法得到的這種殘余氣體，其密度比純氮氣要高出約0.5%。他百思不得其解，于是寫信給《自然》雜志征求解答。拉姆塞聯(lián)想起卡文迪許實驗中剩下的那點和氧無法化合的氣體，以更為精密的方法重復了卡文迪許的實驗，他繼而和瑞利共同研究了這種氣體的發(fā)射光譜，借助于大約30年前才為化學家所熟悉的分光技術(shù)臭氧檢測儀，發(fā)現(xiàn)這種氣體所發(fā)射的譜線是一種未知元素的譜線，因此是一種新元素。他們用一個在希臘文里表示“惰性”的字來命名這種氣體元素稀有氣體，這就是后來稱之為氬的元素。接著拉姆塞等又從空氣中陸續(xù)分離出惰性氣體族中的其他成員，并分別命名為氦、氖、氙和氡，和氬一起構(gòu)成了元素周期表中的第0族稀有氣體，長期以來被統(tǒng)稱為惰性氣體（即稀有氣體）。

正在加載稀有氣體

1904年，瑞利和拉姆齊分別獲得諾貝爾物理學獎和化學獎，以表彰他們在稀有氣體領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)。瑞典皇家科學院主席西德布洛姆致詞說：“即使前人未能確認該族中任何一個元素，卻依然能發(fā)現(xiàn)一個新的元素族，這是在化學歷史上獨一無二的，對科學發(fā)展有本質(zhì)上的特殊意義。”

稀有氣體的發(fā)現(xiàn)有助于對原子結(jié)構(gòu)一般理解的發(fā)展。在1895年，法國化學家亨利·莫瓦桑嘗試進行氟（電負性最高的元素）與氬（稀有氣體）之間的反應，但沒有成功。直到20世紀末，科學家仍無法制備出氬的化合物，但這些嘗試有助于發(fā)展新的原子結(jié)構(gòu)理論。由這些實驗結(jié)果，丹麥物理學家尼爾斯·玻爾于1913年提出，在原子中的電子以電子層形式圍繞原子核排列，除了氦氣以外的所有稀有氣體元素的最外層的電子層總是包含8個電子。1916年，吉爾伯特·牛頓·路易斯制定了八隅體規(guī)則稀有氣體，指出最外電子層上有8個電子是任何原子最穩(wěn)定的排布；此電子排布使它們不會與其他元素發(fā)生反應氨氣檢測儀，因為它們不需要更多的電子以填滿其最外層電子層。

但到了1962年，尼爾·巴特利特發(fā)現(xiàn)了首個稀有氣體化合物六氟合鉑酸氙。其他稀有氣體化合物隨后陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)：在1962年發(fā)現(xiàn)了氡的化合物二氟化氡；并于1963年發(fā)現(xiàn)氪的化合物二氟化氪。2000年，第一種穩(wěn)定的氬化合物氟氬化氫（HArF）在40K（-233.2℃）下成功制備。

1998年12月，俄羅斯杜布納的聯(lián)合核研究所的科學家以鈣原子轟擊钚來產(chǎn)生114號元素的單一原子，后來被命名為Fl。初步化學實驗已顯示該元素可能是第一種超重元素，盡管它位于元素周期表的第14族，卻有著的稀有氣體特性。2006年10月，聯(lián)合核研究所與美國勞倫斯利福摩爾國家實驗室的科學家成功地以鈣原子轟擊锎的方法，人工合成了Uuo，它是18族的第七個元素。

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