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各类稀有气体的发现小故事(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)

2021-02-23 10:38:25 作者:迷迷


1、氩的发现小故事


瑞利是英国剑桥大学的物理学教授,在他仔细又耐心地测量各种稀有气体密度的试验中,发现两种办法製备出的氮气,测量出的密度总是差0.0062g/L,他重覆试验屡次,这千分之五的差值始终挥之不去。1894年4月9日,他直接在英国皇家学会,向许多化学家、物理学家陈述这个试验结果。这个陈述马上得到化学家蓝塞的回应并供给帮助,从4月20日开端,两人一起协作解谜。经瑞利及蓝塞的努力,及光谱专家克鲁克斯光谱分析的协助,他们很快证明找到了新元素。西元1894年8月,在牛津举行的英国皇家学会上,瑞利与蓝塞宣布了他们发现的惰性气体,会议主席提议将之命名为「氩」,希腊文αργν是「懒惰者」的意思,氩就成为稀有气体宗族第一个被发现的成员。同年的9月18日,瑞利和蓝塞总算别离出氩气,承认氩是单原子态,莫耳质量40.次年1月31日,一起宣布了论文:大气中的新成分―氩气。

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2、氦气的发现小故事


西元1868年法国天文学家詹逊(Pierre Janssen)在印度观测日全蚀时,发现钠原子的光谱线邻近出现新的黄色谱线,波长为587.49奈米,同年英国天文学家洛克尔(Norman Lockyer)从太阳光谱中也观察到这条谱线,当时没有已知的元素能发生这样的谱线。这元素被命名为「Helium」,源自希腊语 hλιος(helios),意为「太阳」。但在当时人们还有氦气这一概念。直到西元1895年2月,蓝塞与特拉维斯观察到钇铀矿在硫酸中加热,会发生一种不自燃也不助燃的稀有气体。通过光谱分析,确定是踏破雪鞋无觅处的氦气,首次证明了在地球上也存在这种元素。同年3月26日,蓝塞以快讯宣布地球上发现 氦的论文,同年在英国化学年会上正式陈述这一发现。27年来科学界众裡寻它千百度的氦,总算被蓝塞拔得头筹。


3、氪气的发现小故事


寻『氦』得『氩』激励了蓝塞企图证实布瓦博德朗预言的决计。在瞭解到氩及氦的化学惰性后,于1896年底开端,蓝塞改採物理办法,继续从矿物著手搜索懒惰家 族,结果一无所得。后来蓝塞与特拉维斯回头从空气中寻觅,他们把空气冷凝至‐192oC的低温,将空气液化后再蒸发,用热的金属铜吸收氧气,热的金属镁除掉氮气,再用十氧化四磷(P4O10)吸收水蒸气,剩余一个小气泡,经鑑定是新元素,这样又一稀有气体被发现。这时是1898年5月30日,蓝塞将之命名为Krypton,希腊文κρυπτν是「隐藏」的意思(真是氪(客)气)。


4、氖气、氙气、氡气的发现小故事


西元1898年6月12日,蓝塞与特拉维斯改动液化空气蒸发的顺序,逐次抽样鑑定,又找到了新元素「Neon」,希腊文ν?ον是「新」的意思。找到氖之 后,蓝塞才从空气中别离出氦气。同年7月12日,他们又找到了氙(Xenon),希腊文ξνος是「生疏」的意思。就这样,蓝塞用分馏法获得新元素,以光谱法鑑定,半年内先后找到氪气、氖气、氙气,随后的六年把懒惰宗族成员增到五名。1900年多恩(Friedrich Ernst Dorn)发现氡气,1908年,蓝塞与威特娄‐葛瑞协作将氡别离,先称为niton,1923年易名为「radon」,就是发光的意思。至此,周期表中的稀有气体元素都到齐了。


了解元素周期表的人都知道在表的最右侧是属于稀有气体的,他们以性质安稳,不易于其他物质发生反响而被命名为惰性气体。可是惰性气体也不是一成不变的,他们也能发生反响。历史上第一位尝试让惰性气体和其它生动物质发生反响的就是惰性气体化学的老祖宗--拉姆谢。


几乎所有的惰性气体都是拉姆谢发现的,他从从液化空气中发现氖(neon,Ne)、氩(argon,Ar)、氪(krypton,Kr)、氙 (xenon,Xe),也别离鉴定氦(helium,He)与氡(radon,Rn)。他尝试把氩气和其他物质混合,发现氩气彻底不好其他化合物反响,闻风不动。惰性气体之所以反响性相当差,是因为它们的价壳层电子彻底填满,要硬塞给它们一个电子或强夺一个电子都非常不容易,难以使用他们的价电子与其他物质反响。


二、 稀有气体,氙气HID灯的优势


传统上,卤素灯也是一种白炽灯,它是在灯泡内注入碘或臭等卤素灯混合气体。卤素灯比一般的白炽灯寿命更长是因为当电灯敞开后,钨丝高热发光,此刻钨丝上的钨原子蒸发,扩散到灯泡壁温度较低的区域时,就与卤素作用生成卤化钨。卤化钨被气流带到灯丝邻近的高温区,分解成钨原子及卤素原子,而钨原子又黏附于钨丝上,藉此不断的循环。此外卤素灯的亮度和功率更高。可是今日纽瑞德特气小编月月要向大家介绍一种更具优越性的节能灯氙气HID灯。


HID气体放电式头灯和一般传统卤素灯最大不同在于其发光原理,卤素灯是利用「焚烧式发光」方式发生照明,而「HID」则是利用「跳电式发光」来照明,它打破传统钨丝的传导技术。所谓的HID,是High Intensity Discharge的缩写,代表著高压放电之意。在这种体系的设计之中,灯具捨弃了传 统钨丝受热发光的原理,改以在两电极之间加以极高的电压而发生电弧,迫使其内的氙气分子与稀有金属元素激起游离,处于高能状态。而当高能的分子从头回复安稳态时,其分子内所具有的能量便以安稳波长的光的方式发散出来,构成高亮度、接近日光色彩的照明作用,这就是HID的发光原理。


由于其内部没有灯丝的结构,因而传统烧融以及沉积的问题都不会出现,而其内的惰性气体分子仅是在高能态与安稳态之间波动,并不会发生变化,使其具有较长的使 用年限。加上其所宣布的光线亮度高,色彩照明作用佳。而除了在照明作用较佳之外,不同的发光原理,使其所宣布光线的波长较为集中而安稳,电能转换为可见光的功率较高,使HID体系亦较传统灯具来得省电,亦达成环保节能的目的。为了使停止的气体之中发生电弧,HID的电极之间必需供给23.000伏特以上的电压,在照亮后更需保持8000伏特以上的电压才干保持发光。


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