空气成分的发现史.doc

空气成分发现史17世纪中叶以前，人们对空气和气体的认识还是模糊的，到了18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。18世纪初，一位爱好植物学的英国牧师黑尔斯发明了集气槽，改进了水上集气法。1772年卢瑟福在密闭容器中燃烧磷，除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体，对剩下的气体进行了研究，发现这种气体不被碱液吸收，不能维持生命和具有可以灭火的性质，因此他把这种气体叫做“浊气”或“毒气”。同年，英国化学家普利斯特里也了解到木炭在密闭于水上的空气中燃烧时，能使1/5的空气变为碳酸气，用石灰水吸收后，剩下的气体，不助燃也不助呼吸。1774年普利斯特里利用一个直径为一英尺的聚光镜来加热各种物质，看看它们是否会分解放出气体，他还用汞槽来收集产生的气体，以便研究它们的性质。同年8月1日，他加热汞煅灰（即氧化汞），发现蜡烛在分解出的“空气”中燃烧，放出更为光亮的火焰；他又将老鼠放在这种气体中，发现老鼠比在同体积的通常空气中活的时间约长了4倍。可以说，普利斯特里发现了氧。遗憾的是他和卢瑟福等人都坚信当时的“燃素说”，从而错误地认为：这种气体不含燃素，但是有特别强的吸收燃素的能力，因而能够助燃，当时他把氧气称之为“脱燃素空气”，把氮气称之为“被燃素饱和了的空气”。1777年，拉瓦锡在接受其他化学家见解的基础上，认识到空气是两种气体的混合物，一种是能助燃、有助于呼吸的气体，并把它命名为“氧”，意即“成酸的元素”（拉瓦锡当时认为，非金属燃烧后通常变为酸，氧是酸的本质，一切酸中都含有氧元素）；另一种不助燃、无助于生命的气体，命名为氮，意思是“不能维持生命”。1785年英国化学家卡文迪许用电火花使空气中氮气跟氧气化合，并继续加入氧气，使氮气变成氮的氧化物，然后用碱液吸收而将之分离，剩余的氧气用红热的铜除去，但始终残余有1%的气体不跟氧气化合，当时就认为可能是一种新的气体，这种见解却没有受到化学家们应有的重视。经过百余年后，英国物理学家雷利于1892年发现从含氮的化合物中制得氮气每升重1.2505g，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1.2572g，虽然两者之差只有几毫克，但已超出了实验误差范围，所以他怀疑空气中的氮气中一定含有尚未被发现的较重的气体。雷利沿用卡文迪许的放电方法从空气中除去氧和氮；英国化学家拉姆塞把已经除掉CO2、H2O和O2的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气，他们二人的实验都得到一些残余的气体，经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素，定名为氩，原文是“不活动”的意思。1868年8月18日在印度发生了日全食，法国天文学家严森从分光镜中发现太阳光谱中有一条跟钠D线不在同一位置上的黄线，这条光谱线是当时尚未知道的新元素所产生的，当时预定了这种元素的存在，并定名为氦（氦是拉丁文的译音，原意是“太阳”）。地球上的氦是1895年从铀酸盐的矿物和其他铀钍矿中被发现的。后来，人们在大气里、水里以至陨石和宇宙射线里也发现了氦。1898年拉姆塞又在液态空气蒸发后的残余物里，先后发现了氪（拉丁文原意是“隐藏的”）、氖（拉丁文原意是“新的”