特立独行的元素家族

在元素周期表最末有一组元素：氦、氖、氩、氪、氙、氡。这元素族群有些特立独行，不轻易和其他元素发生反应，所以过去一直称它们为“惰性气体”。后来，也就是1962年，一位在加拿大工作的英国青年化学家巴特列特首先合成出了第一个惰性气体的化合物―六氟合铂酸氙，由此“惰性气体”便随之改名为“稀有气体”了。

三位小数点后的秘密

人类在地球上发现的第一个稀有气体是氩(Ar)。它是在测定氮气的密度过程中被发现的。1894年，英国物理学家瑞利分别做了两种氮气密度测定的实验。一次是用从空气中收集到的纯氮气；一次是用从氨制取的纯氮气。同是纯氮气，但测得的结果不一样：一个是1.2572克／升，一个是1.2508克／升，二者相差0.0064克／升，已经超过误差允许的范围。他又重做了几次实验，结果还是这样。难道存在着两种氮气吗?瑞利怎么也想不通。他写信向化学家们求助，可是也没什么结果。

1894年，瑞利在皇家学会上报告了自己的发现，一位叫雷姆塞的英国化学家向他说：“空气中的氮里一定是混进了杂质。”有人向他建议去翻翻历史档案。据说100多年以前卡文迪什就已经认为氮不是纯净物。瑞利翻到了一本1758年的年报。在已经发黄了的年报中，他发现了卡文迪什的报告。卡文迪什说：空气中的氮应是两种物质的混合物，其中约1／120跟主要部分性质不同。

瑞利依样画葫芦，立刻重做了卡文迪什的实验，终于得到了0.5毫升的“杂质”。

与此同时，英国化学家雷姆塞花了一个夏天反复实验，也终于在空气的氮中分离出了100毫升较重的新气体。两个人殊途同归。光谱分析的结果认定，瑞利和雷姆塞发现了一种新的元素。而这种元素空气里就有，而且约占1％。科学家们又糊涂了：在空气中仅占0.03％的二氧化碳都早就发现了，而这占1％的气体却漏了网，这是什么道理?

原来，新发现的气体对任何化学试剂都没反应，因此被命名为氩Ar，这是希腊文“懒惰”一词的字头。

太阳上的气体

说氩是第一个被发现的稀有气体，这很不公平，所以只能说它是在地球上第一个被发现的稀有气体。在它之前26年，人们就已经发现了另一种稀有气体元素，这就是氦。不过它是在太阳光谱中发现的。那时人们一直以为这是只有太阳上才有的元素。

1895年，雷姆塞收到一位地质学家的来信。信中说，美国一位地质学家曾经发现，把钇铀矿放在硫酸中加热，就有非常多的氮气跑出来，这里面是否有氩呢?或者能找到铀和氩的化合物吧?

由于新发现的氩是一种懒惰的气体，与谁都不发生化学反应。因此，好奇心驱使大家总想找到它的化合物。雷姆塞受这种心理的驱使，便托人买回了60克钇铀矿。他把它投入硫酸中并加热，很快就有大量的气体跑出来。他把气体收集在密闭的容器中，然后让它们通过红热的镁屑，善于捕捉氮气的热镁屑却对这种气体没任何作用，可以证明它不是氮气。

那是什么呢?借助分光镜的光谱来检查，结果又发现了新的谱线，证明这种气体是一种新的物质。以后又进一步证实，这种物质就是早在1868年，德国天文学家詹森分析太阳光谱时发现的元素氦(He)。He是希腊文“太阳”的字头。

太阳的元素就这样在地球上找到了!

氦的性格与氩极其相似，也是无色、无臭、透明的气体，也不与物质化合。但是它比氩轻得多，仅次于世界上最轻的氢。

门捷列夫的错误

氩和氦的发现使元素周期律受到了挑战，要知道那时候门捷列夫排的周期表中没有现在这最后的一族，也就是稀有气体的位置。于是，门捷列夫在1895年3月24日的俄国化学学会上宣布：“氩的原子量是40，这不符合周期律。它因此不是新的元素，应该是氮的同素异形体。”

但是这一次是门捷列夫错了!

事实上，不只是氩，还有氦也与它相似。这不禁使人们猜想，这两种元素的出现不是偶然的，它们一定有个什么规律。也许它们应该自成一族，所以，雷姆塞建议：将它们放在周期表的末尾，自成一族。

由于这一族元素在自然界存在的非常少，雷姆塞等人研究了许多矿石及矿泉水，甚至天上掉下来的陨石，都没有结果。后来，使空气液化的好方法出现了，雷姆塞通过这种方法制得了不少液态的氩，并利用光谱分析，终于在1898年6月发现了新元素氪KroKr是希腊文“隐藏”的字头，意思是它隐藏得很深，很难被发现。

以后，化学家们又陆续发现了氙、氖和氡，他们特性都很相似。

稀有气体的作用

由于氦、氖、氩、氪、氙、氡六种元素性质异常相似，都很“懒惰”，自然界中找不到它们的化合物，而且连它们自己也是单原子分子。因此，人们把它们称为惰性元素或惰性气体，把它们独自组成一族，放到元素周期表的末端，称为零族元素。从此产生了零化合价的概念，元素周期表也更加完善。

稀有气体一般不与其他物质发生化学反应，但它们对电的反应都很强烈。当电流通过氖时可发生红光，电工师傅用的验电笔里就有一只氖泡，电流通过它时就发出红光，表示有电。由于红光波长长，在空气中穿透性好，所以机场、港口等交通枢纽，也用氖气制成的灯作为标灯。

电流通过氦灯会发出淡红色的光，通过氩灯会发出浅蓝色的光。而单独的水银蒸气灯会发出绿紫色的光，把它们配合起来就可以做成色彩缤纷的霓虹灯了。