惰性家族追踪记

英国物理学家瑞利勋爵在做测定氮气比重的时候，为了提高实验的准确度，他分别从空气和氨中制取了两份氮气。他对这两份氮气测定后，发现结果却不一样：来自空气的那份氮，每升重 1.257 克；分解氨得到的氮气，每

升重 1.251 克；前者比后者多一点。难道实验过程出了差错？

瑞利仔细检查了实验装置，把实验重复了好几遍，却仍旧不能消除这个差异。瑞利又从其它含氮的物质中制取了氮气，测定结果总是比从空气里分离出来的氮少一点。

在 19 世纪末，人们关于空气的组成已经形成了统一的认识，几乎所有的科学家都认为，空气只是由氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气组成的，除此之外，就没有别的气体了。由于瑞利深受这种观念的影响，对于这个差异百思不得其解。

瑞利有一位朋友叫拉姆齐，是个化学家。他对瑞利的实验结果很感兴趣，但他却不像瑞利那样仅仅拘泥于空气组成的旧框框里。经过认真地分析和思考，他认为空气里除了四种气体外，也许还存在着一种新的气体。后来。他们又从科学文献里查到，早在 100 年前，英国科学家卡文迪什就指出：空气中的氮气并不是单一的，一而是两种气体的混合物。

这时，瑞利才茅塞顿开，他们决定一起来寻找这种新的气体。

拉姆齐先用氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳和水蒸气，又用炽热的铜丝吸收了空气中的氧气，再用灼热的镁屑化合掉氮气。最后，容器里果然剩下了很少的一点气体，经测定它的原子量是 39.9。与此同时，瑞利也分离出了这种气体。他们研究发现这种气体的化学性质很不活泼，很难跟其它物质

发生化学反应。

1894 年 8 月，在英国牛津的一次科学会议上、两位科学家把他们的发现公诸于众。鉴于这种气体不好动、不爱与别的物质进行反应的特性，就给它取名为“氩”，这个字在希腊文里是“懒惰”的意思。

当时，法国有一位化学家叫布瓦博德朗，19 年前他曾发现了元素镓，实验结果发表后，却出人意料地收到了俄国化学家门捷列夫的一封信。信中指出布瓦博德朗对镓的比重的测定值与根据自己发现的元素周期律所预言的理论值不一致，并希望布瓦博德朗再测一次。开始，布瓦博德朗不相信。可是经过重新测定，的确是自己的测定值错了。从此，布瓦博德朗对门捷列夫的周期律的正确性坚信不移。所以，当布瓦博德朗看到发现气体氩的报告后，根据自己与元素周期律打交道的经验，经分析指出：除了氩外，像氩这样性质不活泼的元素还应当有 3 个。他甚至还预言了这 3 个元素的性质和原子量。

拉姆齐也在元素周期表中为氩找到了合适的位置。他认为，不仅是氩，世界上一定还有一些同氩相似的元素，它们可能组成了元素周期表中一个新的元素家族。

在正确理论的指导下，拉姆齐等人仅用了 3 年的时间，就找到了几个脾气和氩十分相像的伙伴，并分别取名为氦、氖、氪、氙又过了两年，这个家族中的最后一位成员“氡”，也被找到了。

人们把这些元素叫做“惰性气体”，他们共同组成了元素周期表中的一个“惰性家族”。

通过惰性气体的发现过程，我们可以看到，科学家是在某种思想指导下进行研究的。只要思想正确，实验者就会少走弯路，获得预期的实验结果。拉姆齐等人正是在门捷列夫元素周期表的指导下，才在很短的时间内发现了惰性气体家族。

同时，我们还看到，在对实验结果的解释分析上，也需要正确思想的指导；否则，即使真理出现在眼前，也很可能视而不见，与真理擦肩而过。瑞利由于受到了传统大气组成理论的影响，才对重量不同的实验结果感到很惊奇，他总认为这是由于实验过程中的疏忽造成的。出于科学研究的高度责任感，瑞利竟把主要精力放在氮气比重的重复测定上。这样，测定结果越来越精确，瑞利也越来越感到迷惑不解，可谓到了“山穷水尽疑无路”的地步。瑞利的朋友拉姆齐则不然，面对瑞利经过反覆测定才得出的不容怀疑的

实验事实，他毅然抛弃了传统的大气组成理论，另辟蹊径，认为大气中还有未被发现的气体，在这一信念的驱使下，他们才从旧的框框里跳了出来，重新解释了实验结果。从此，他们得心应手，一举发现了一个惰性气体家族，步入了“柳暗花明又一村”的佳境。