1、化學元素名稱趣談化學元素之最幾個重要的化學物質及工藝演進千分位誤差引出的重大發現化學元素名稱趣談 在給化學元素命名時，往往都是有一定含義的，或者是為了紀念發現地點，或者是為了紀念某個科學家，或者是表示這一元素的某一特性。例如 銪的原意是“歐洲”。因為它是在歐洲發現的。 镅的原意是“美洲”，因為它是在美洲發現的。 鍺的原意是“德國”、 鈧的原意是“斯堪的那維亞”、 镥的原意是“巴黎”、 鎵的原意是“家里亞”，“家里亞”即法國的古稱。 至于“釙”的原意是“波蘭”，雖然它并不是在波蘭發現的，而是在法國發現，但發現者居里夫人是波蘭人，她為了紀念她的祖國而取名“釙”。 “鍆”是為了紀念化學元素周期律的發

2、現者門捷列夫， “鋦”是為了紀念居里夫婦， “锘”是為了紀念瑞典科學家諾貝爾。 銫（天藍）、 銣（暗紅）、 鉈（拉丁文的原意為剛發芽的嫩枝，即綠色）、 銦（藍靛）、 氬（不活潑）、 氡（射氣）。 氮（無生命）、 碘（紫色）、 鐳（射線）。 化學元素之最 人體里含量最多的元素是氧，約占人體總重量的65。 目前提得最純的元素是半導體材料硅。其純度已達到12 個“9 ”，即：99.9999999999。雜質含量不超過一千萬億分之一。 熔點最高的元素是碳，要使碳熔化，需要3727 的高溫。熔點最低的是氦，在-271.7 時就可熔化。 最富延展性的是金，380 克金拉成細絲，可以由北京沿鐵路線延伸到上海

3、。用金壓成的薄片，5 萬張疊加到一起，才有1 毫米厚。 導電性最好的是銀，相當于汞的59 倍。 最昂貴的金屬是锎，1 克锎價值1000 萬美元，為黃金價格的50 多萬倍。 鹵族元素發現小史 氟、氯、溴、碘是活潑的非金屬元素，其發現過程幾乎延伸整個十九世紀，凝聚著世紀的滄桑，閃爍著世紀的輝煌。 鹵族元素都具有強烈的非金屬性，因而它們純凈的單質都是經氧化制得。從中我們總是碰到氧化還原反應，并將看到拉瓦錫最初純樸的得氧即氧化反應的概念，是怎樣演化、發展的。 無論是紐蘭茲的“八音律”中，還是邁耶爾或門捷列夫的元素周期表中，都有氟元素的位置，而且都給出了氟的正確原子量：19 。但是制備出游離態的單質氟，

4、卻比元素周期表的發表晚了二十年左右。即氟的發現過程是先確證、后制得，這與氯的發現過程剛好相反。 另外，大部分鹵族元素是由法國科學家發現的。這從一個側面反映了在啟蒙運動的影響下，在十八世紀下半葉和十九世紀上半葉，法國科學得到了長足的發展，甚至取代英國成為世界科學的中心。 貝爾納德庫特瓦于1777年2月8日出生于法國的第戎。他的父親經營著一家硝石工廠，并在著名的第戎學院任教，經常做一些精彩的化學講演。庫特瓦自小耳濡目染，十分喜愛化學。他后來分別在孚克勞、泰納和塞古恩的指導下學習。塞古恩是法國化學家，曾在拉瓦錫被送上斷頭臺的最后五年里擔任拉瓦錫的助手，進行呼吸作用、量熱學研究。學成歸來，庫特瓦幫助父

5、親經營硝石工廠。 在第戎附近的諾曼底海岸上，許多淺灘生長的海生植物被潮水沖到岸邊。退潮后庫特瓦常到海邊采拾些藻類植物。他把這些藻類植物曬干后燒成灰，再加水浸取，過濾。得到的溶液他稱做海藻鹽汁。現在我們知道這種溶液里含有鈉、鉀、鎂、鈣的鹵化物、硫酸鹽等。 庫特瓦想從“海藻鹽汁”中提取氯化鈉、氯化鉀、硫酸鹽等。他首先蒸發溶液。在較高的溫度下，氯化鈉的溶解度最小，最先結晶析出。其次是氯化鉀和硫酸鉀。由于在灼燒藻類植物時，硫酸鹽被碳還原產生了硫化物， K2SO4 + 2C = K2S + 2CO2 為了氧化而除去這些硫化物，他加入了強氧化劑濃硫酸。不一會兒，容器里冒出了紫色蒸氣，宛如紫色的云彩冉冉上升

6、。這一現象使庫特瓦驚喜不已。最后，這種紫色蒸氣令人窒息地充滿了實驗室。當蒸氣在冷的物體上凝結時，它并不變成液珠，而是成為一種紫黑色的帶有金屬光澤的晶體，也即發生了凝華現象。這事發生在1811年。也就是這一年，阿佛加德羅提出了分子假說。 我們現在知道，這是因為濃硫酸氧化出了碘分子。 2KI + 2H2SO4（濃）= K2SO4 + I2 + SO2 + 2H2O 庫特瓦用這種新物質做進一步的實驗研究。他發現這種新物質不易與氧或碳發生反應，但卻能與氫和磷化合，能與幾種金屬直接化合。尤為奇特的是這種新物質不為高溫分解，這一特征使庫特瓦猜想可能是發現了一種新元素。 庫特瓦的實驗室十分簡陋，他就請另外兩

7、位法國化學家繼續這一研究，并允許他們自由地向科學界宣布這種新元素的發現經過。 1813年，這兩位化學家寫出了報告庫特瓦先生從一種堿金屬鹽中發現的新物質，他們描述道：“從海藻灰所得的溶液中含有一種特別奇異的東西，它很容易提取，方法是將硫酸傾入溶液中，放進曲頸甑內加熱，并用導管將曲頸甑的口與球形器連接。溶液中析出一種黑色有光澤的粉末，加熱后，紫色蒸氣冉冉上升，蒸氣凝結在導管和球形器內，結成片狀晶體。” 這兩位化學家之一相信這種結晶是一種新元素，它的性質與氯相似，于是他就向法國化學家、物理學家安培和英國化學家戴維報告。戴維用直流電將碳絲燒成紅熱，然后與這種結晶接觸，并不能使它分解，證明了它是一種新元

8、素。 新的發現使庫特瓦很高興。他制出很純的碘，分送給化學界的朋友。 后來，庫特瓦的硝石工廠停業。他的晚年在貧困中度過。1838年9月27日，庫特瓦在巴黎逝世，享年61歲。為電解制氟做出重要探索的弗雷米，他的祖父曾經說過：“把庫特瓦僅僅看成是一位制造硝石的平凡的商人是不公道的，他是一位技藝很高的化學家，他應該由于發現碘而受到獎賞，絕不應該聽任他因貧困而死去。” 溴首先是由法國化學家巴拉爾發現的。 1802年9月30日，巴拉爾出生于法國的蒙彼利埃。他出生于一個普通的家庭，父母整天忙于制酒。巴拉爾的教母發現他很聰明，一心要培養他成才。巴拉爾十七歲時畢業于蒙彼利埃中學，接著升入藥物學院學習藥物學，二十

9、四歲時獲醫學博士學位。下圖是巴拉爾的畫像。 1824年，22歲的巴拉爾在研究鹽湖中植物的時候，將從大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜燃燒成灰，然后用浸泡的方法得到一種灰黑色的浸取液。他往浸取液中加入氯水和淀粉，溶液即分為兩層：下層顯藍色，這是由于淀粉與溶液中的碘生成了加合物；上層顯棕黃色，這是一種以前沒有見過的現象。 這棕黃色是什么物質呢？巴拉爾認為可能有兩種情況：一是氯與溶液中的碘形成了新的化合物氯化碘；二是氯把溶液中的新元素置換出來了。于是巴拉爾想了些辦法，先試圖把新的化合物分開，但都沒有成功。巴拉爾分析這可能不是氯化碘，而是一種與氯、碘相似的新元素。 他用乙醚將棕黃色的物質經萃取和分液提出

10、，再加苛性鉀，則棕黃色褪掉（ Br2 + 2KOH = KBr + KBrO + H2O）。加熱蒸干溶液，剩下的物質與濃硫酸、二氧化錳共熱， 2KBr + 2H2SO4 +MnO2 = K2SO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2O KBr + KBrO + H2SO4 = K2SO4 + Br2 + H2O 就會產生紅棕色有惡臭的氣體，冷凝后變為深紅棕色液體。 巴拉爾判斷這是與氯和碘相似的在室溫下呈液態的一種新元素。他將這種新元素定名為muride。 由法國科學院三位化學家于1826年8月14日共同審查了巴拉爾的新發現。他們簽署的意見這樣寫道：“關于溴是否是一種極簡單的個體，今日我們更

11、有知道的必要，我們已經做過的不多幾次的實驗也許還不足以證明它確實是極簡單的個體，然而我們認為至少是很有可能的。巴拉爾先生的報告作得很好，即使將來證明溴并不是一種單體，他所羅列的種種結果還是能夠引起人們極大的興趣的。總之，溴的發現在化學上實為一種重要的收獲，它給巴拉爾在科學事業上一個光榮的地位。我們認為這位青年化學家完全值得受到科學院的鼓勵。”但他們不贊成巴拉爾對溴的命名，把它改稱為bromine，含義是惡臭。 另外在1825年，德國海德堡大學學生羅威,往家鄉克羅次納克的一種鹽泉水中通入氯氣時，發現溶液變為紅棕色。他把這種紅棕色物質用乙醚萃取提出，再將乙醚小心蒸發，得到了紅棕色的液溴。所以說羅威

12、也獨立地發現了溴，雖然比巴拉爾晚了一年。 其實早在巴拉爾之前，德國化學大師李比希就得到了一家工廠送來請他分析的一瓶液體，但他沒有經過詳細的分析，就認定瓶里的液體是氯化碘，實際上那是一瓶溴。直到他聽到巴拉爾發現溴的消息，才認識到自己犯了一個大錯誤。從此，李比希為了警戒自己，特地把那個瓶子放在一只被他稱為“錯誤之柜”的箱子中，作為永遠的教訓。 瑞典化學家舍勒于1774年用濃鹽酸與二氧化錳反應制得了氯氣。但它究竟是游離態的單質氣體還是化合態的氣體，仍然不清楚。 后來法國化學權威貝托雷繼續研究氯氣。他發現溶有氯氣的水溶液，在有光照的地方可以分解成鹽酸和氧氣。（ Cl2 + H2O = HCl + HC

13、lO, 2HClO = 2HCl + O2）。 貝托雷以此判斷出氯氣是鹽酸和氧結合成的很松散的化合物(氯 鹽酸氧基)，因此露置在陽光下就分解了。 當時人們已經用過許多強烈的藥劑或其它手段來處理氯氣，都未能使它分解為鹽酸和氧。貝托雷的判斷顯然跟其它一些研究是矛盾的。 他得出這個錯誤判斷的表面原因，似乎在于他忽視了水和氯氣的反應。但更深層的原因，是他深受拉瓦錫“所有的酸中都含有氧基”結論的影響。 拉瓦錫在提出燃燒的氧化理論的同時，提出了“氧是成酸元素”的論點，認為一切酸中均含有氧。按照這一理論，鹽酸應是一種氧化物的水化物，如硫酸、磷酸一般（我們姑且把它寫成 HClOm ）。而氯氣是鹽酸經二氧化錳氧

14、化得來的，應該含有更多的氧（即應該寫成 HClOm+n ），當時將氯氣稱作“氧化鹽酸”。結果氯氣不僅不是一種單質，反而比鹽酸具有更復雜的結構、更大的分子量。 1809年法國化學家蓋呂薩克和泰納，用分解法研究鹽酸的組成。當時金屬鉀已被戴維用電解法制得，并證明鉀是一種元素。于是他們就用金屬鉀和鐵等與鹽酸氣（HCl）反應，看它是不是能夠放出氯氣。實驗得出結果后，他們說：“我們考察金屬鉀對于鹽酸氣的反應。在尋常溫度時，這個反應很慢；但鉀熔融時立刻在鹽酸氣中發光燃燒，結果得到氯化鉀和氫。在這個實驗中收集的氫氣之量，恰與鉀和水接觸時發生的相等。我們在暗紅熱時，用鹽酸氣通過擦凈的鐵屑，許多氫氣放出，而不覺有

15、鹽酸混合在內，同時得到氯化鐵；殘渣鐵屑并沒有氧化。當中等溫度時，用鹽酸氣通過既熔而又研成細粉的一氧化鉛，又收集到氫，不過已與氧化合變成水的狀態了。” 這些實驗證明，不是氯氣分解成鹽酸和氧，而是鹽酸分解成氯和氫。 在同一年蓋呂薩克和泰納用合成法證明了鹽酸的組成。他們把同量的氫氣和氯氣混合在一起，靜置數日，或稍微加熱，或露置日光中，都能化合成鹽酸氣。這個實驗證明了鹽酸氣是氫氣和氯氣的化合物，而且是這兩種氣體化合而成的唯一物質. 蓋呂薩克和泰納的實驗，對鹽酸的組成作出了正確的結論，但是氯氣在他們的眼里仍然是一種化合物。原因如上文所說，拉瓦錫的“氧是成酸元素”的論點已深深地印在廣大化學家的腦子里。蓋呂

16、薩克和泰納是深信這個論點的，因而他們認為氯是某種“基”的氧化物。既然氯氣是某種基的氧化物，那么鹽酸就應該是某種基跟氧和氫的化合物(鹽酸 某種基 氧 氫). 如果聯系貝托雷的結論，可以看出他們的矛盾之處。而最終解決這個問題的是戴維。 戴維在研究碲的化學性質時發現碲化氫是一種酸，但是它并不含有氧，使他開始懷疑氧是否存在于所有的酸中。為了尋找更多的證據，戴維開始研究起鹽酸。按照拉瓦錫的觀點，舍勒用濃鹽酸與二氧化錳作用制得的黃綠色氣體是氧化鹽酸，而鹽酸是由氧和另外一種未知的基所組成的，氧化鹽酸則是由這種基與更多的氧化合而成的。但是戴維想盡了一切辦法也不能從氧化鹽酸中把氧奪取出來。他說：“即使木炭被伏打

17、電堆燒成白熱狀態，也不能使氧化鹽酸氣發生任何變化，我多次重復這種實驗，結果都是一樣，因此我懷疑這些物質中是否存在著氧。” 他重做蓋呂薩克和泰納合成鹽酸的實驗，并證實氯和氫化合成鹽酸的結論是正確的，除了稍有水的痕跡外，沒有其它雜質。既然實驗中沒有發現氯氣或鹽酸中有氧存在，為什么我們硬要說它們含有氧呢？他感到只有認為氯是一種元素，那么有關氯的所有實驗才能得到合理的解釋。1810年11月，戴維在英國皇家學會宣讀了他的論文，正式提出氯是一種元素。 戴維宣稱，只要不存在水，氧化鹽酸所發生的一切反應都不會產生氧，他認為最好把氧化鹽酸看成是一種不能被分解的物質元素。他認為事實表明，拉瓦錫和法國化學學派所持的

18、見解，表面看起來很漂亮，也能令人滿意，但是從現在已經掌握的知識來考察，它不過是建立在假設基礎上的理論。戴維以無可辯駁的事實確認所謂的“氧化鹽酸”決不是一種化合物，而是一種化學元素，他將這種元素命名為Chlorine（中譯名為氯），意為黃綠色的。他指出所有的劇烈發光、發熱的反應（如鐵絲、銅絲、氫氣在氯氣中的燃燒）都是氧化反應，氯和氧一樣都可以助燃，氧化反應不一定非要有氧氣參加，經氧化反應生成的酸中也不一定含有氧。戴維在確認氯是一種單質而非化合物的同時，出色地發展了拉瓦錫的燃燒的氧化理論。 戴維還提出，在酸中氧是非本質性的，無氧酸中不含氧；但是酸中都含有氫，氫在酸中具有重要意義。這個見解未引起人們

19、的注意。直到1837年，德國化學大師李比希對酸類進行了全面的綜合分析研究之后，放棄了酸的二元論（酸基 + 水），振興了戴維關于酸的氫學說。 在化學元素發現史上，持續時間最長、參加人數最多、危險最大、工作最難的研究課題，莫過于氟單質的制取了。自1810年安培指出氫氟酸中含有一種新元素氟，到1886年法國化學家莫瓦桑制得單質氟，歷時76年之久。為了制取氟氣，進而研究氟的性質，許多化學家前仆后繼，為后人留下了一段極其悲壯的歷史。他們不惜損害自己的身體健康，甚至被氟氣或氟化物奪去了寶貴的生命。 早在十六世紀，人們就開始利用氟化物了。1529年阿格里柯拉就描述過利用螢石（氟化鈣）作為熔礦的熔劑，使礦石在

20、熔融時變得更加容易流動。1670年，玻璃加工業開始利用螢石與硫酸反應所產生的氫氟酸腐蝕玻璃，從而不用金剛石就能在玻璃上刻蝕出人物、動物、花卉等圖案。1768年馬格拉夫發現螢石與石膏和重晶石不同，判斷它不是一種硫酸鹽。他用濃硫酸處理螢石得到了氟化氫。1771年化學家舍勒用曲頸甑加熱螢石和濃硫酸的混合物，曾發現玻璃瓶內壁被腐蝕。后來很多化學家研究氫氟酸，發現它的性質很象鹽酸，比鹽酸穩定，但它對玻璃和一些硅酸鹽礦物的腐蝕性卻很強。另外，它有劇毒，揮發出的蒸氣更危險。安培的雕像 1810年，戴維確認氯氣是一種元素而非化合物的同時，也指出酸中不一定含有氧元素。這一突破性的見解給法國物理學家、化學家安培很

21、大的啟發。他根據對氫氟酸性質的研究指出，其中可能含有一種與氯相似的元素。他將這種未知的元素稱為“fluorine（氟）”，意思是有強腐蝕性的。氟化氫就是這種元素與氫的化合物。他將這一觀點告訴戴維，反過來啟發戴維用他強有力的伏打電堆致力于制備純凈的氟元素。由此我們看到科學家間的相互交流對科學的發展具有多么大的意義！沒有交流就沒有科學的發展。 當溴、碘被陸續發現后，人們將各種氟化物與相應的其它鹵化物對比，發現它們有極相似的性質，故判斷氟、氯、溴、碘屬于同類型的元素，并測得了氟的原子量為19。于1864年發表的元素表中就列出了氟的正確的原子量。但這時距離電解分離出氟氣還差二十二年。 1813年戴維用

22、電解氟化物的方法制取單質氟，用白金做容器，結果陽極的白金被腐蝕了，還是沒有游離出氟。他后來改用螢石做容器，腐蝕問題雖解決了，但也得不到氟。而戴維則因氟化氫的毒害而患病，“出師未捷身先病”，不得不停止了實驗。 接著喬治諾克斯和托馬斯諾克斯弟兄二人把一片金箔放在玻璃接收瓶頂部，再用干燥的氯氣處理氟化汞。實驗證明金變成了氟化金，可見反應產生了氟。但是他們始終收集不到單質的氟氣，也就無法確證他們已經制得了氟。在實驗中，弟兄二人都嚴重中毒。 繼諾克斯弟兄之后，魯耶特不避艱辛和危險，對氟作了長期的研究，最后竟因中毒太深而獻出了寶貴的生命。不久，法國化學家尼克雷也同樣殉難。 照耀我們的真理之光是如此明澈，這

23、時很難聯想到盜火者普羅米修斯所經歷的苦難。 德國化學家許村貝格曾指出，氫氟酸中所含的這種元素是一切元素中最活潑的，所以要將這種元素從它的化合物中離析出來將是一件非常困難的事情。 法國自然博物館館長、工藝學院教授弗雷米也認為，電解可能是制取單質氟的唯一有效的方法。弗雷米曾分別高溫加熱氟化鈣、氟化鉀和氟化銀使之熔融，然后電解。雖然陰極能析出金屬，陽極上也產生了少量的氣體，但是他即使想盡了一切辦法，也始終未能收集到氟氣。他想，一定是溫度太高了，產生的氟氣立即與容器和電極發生反應而消失了。什么氟化物不需加熱就呈液態呢？他又電解無水氟化氫，但是它雖呈液態卻不導電。只有電解含水的氟化氫液體，才有電流通過，

24、但卻只能收集到氫氣、氧氣和臭氧。看來是電解產生的氟與水反應生成了氧氣和臭氧。 與此同時，英國化學家哥爾也用電解法分解氟化氫，但是在實驗時發生了爆炸，顯然是產生的少量氟氣與氫氣發生了劇烈的反應。他還試驗過各種電極材料，如碳、金、鈀、鉑，但是在電解時碳電極被粉碎，金、鈀、鉑也不同程度地被腐蝕。 這么多化學家的努力，雖然都沒有制得單質氟，但是他們的心血沒有白費。他們從失敗中獲得了許多寶貴的經驗和教訓，為后來莫瓦桑制得氟氣摸索了道路。 1852年9月28日，亨利莫瓦桑出生于巴黎的一個鐵路職員家庭。因家境貧困，莫瓦桑中學未畢業就到巴黎的一家藥房當學徒，在實際中獲得了一些化學知識和技藝。他懷著強烈的求知欲

25、，常去旁聽一些著名科學家的講演。1872年他在法國自然博物館館長、工藝學院教授弗雷米的實驗室學習化學。1874年到巴黎藥學院的實驗室工作，1877年25歲時才獲得理學士學位。1872年莫瓦桑成為弗雷米教授的學生，開始了真正的化學實驗研究工作。但他一開始是研究生理化學的。當時幾乎所有的化學家都在研究有機化學。法國化學家杜馬在1876年發表感想說：“我國的化學研究領域大部分為有機化學所占領，太缺少無機化學的研究了。”就在這時，莫瓦桑轉而研究無機化學。年輕的莫瓦桑知道制取單質氟這個課題難倒了許多化學家，可是莫瓦桑對氟的研究卻非常感興趣，不但沒有氣餒，反而下定決心要攻克這個難關。由于工作的變化，這項研

26、究沒有及時進行，直到十年后才得以集中精力開展研究。莫瓦桑先花了好幾個星期的時間查閱科學文獻，研究了幾乎全部有關氟的著作。他認為已知的方法都不能把氟單獨分離出來，只有戴維設想的方法還沒有試驗過。戴維曾預言：磷和氧的親合力極強，如果能制得氟化磷，再使氟化磷和氧作用，則可能生成氧化磷和氟。由于當時戴維還沒有辦法制得氟化磷，因而設想的實驗沒有實現。 于是莫瓦桑用氟化鉛與磷化銅反應，得到了氣體的三氟化磷。他把三氟化磷和氧的混合物通過電火花，雖然也發生了爆炸反應，但得到的并非單質的氟，而是氟氧化磷（POF3）。 莫瓦桑又進行了一連串的實驗，都沒有達到目的。經過長時間的探索，他終于得出了這樣的結論：他的實驗

27、都是在高溫下進行的，這正是實驗失敗的癥結所在。因為氟是非常活潑的，隨著溫度的升高，它的活潑性也就大大地增加了。即使在反應過程中它能夠以游離的狀態分離出來，它也會立刻和任何一種物質相化合。顯然，反應應該在室溫下進行，當然，能在冷卻的條件下進行那就更好一些。他還想起他的老師弗雷米說過的話：電解可能是唯一可行的方法。他想如果用某種液體的氟化物，例如用氟化砷來進行電解，那么怎樣呢？這種想法顯然是大有希望的。莫瓦桑制備了劇毒的氟化砷，但隨即遇到了新的困難氟化砷不導電。在這種情況下，他只好往氟化砷里加入少量的氟化鉀。這種混合物的導電性很好，可是在電解幾分鐘后，電流又停止了。原來陰極表面覆蓋了一層電解出的砷

28、。莫瓦桑疲倦極了，十分艱難地支撐著。他關掉了聯通電解裝置的電源，隨即倒在沙發椅上，心臟病劇烈發作，呼吸感到困難，面色發黃，眼睛周圍出現了黑圈。莫瓦桑想到，這是砷在起作用，恐怕只好放棄這個方案了。出現這樣的現象不是一次，他曾因中毒而中斷了四次實驗。莫瓦桑的愛妻萊昂妮看到他漫無節制地給自己增加工作，而且又經常冒著中毒的危險，對他的健康狀況極為擔心。休息了一段時間后，莫瓦桑的健康狀況有了好轉，他繼續進行實驗。剩下唯一的方案是電解氟化氫。他按照弗雷米的辦法，在鉑制的容器中蒸餾氟氫酸鉀（KHF2），得到了無水氟化氫液體。他用鉑制的U型管作容器，用強耐腐蝕的鉑銥合金作電極，并用氯仿作冷卻劑將無水氟化氫冷卻

29、到-23C進行電解。在陰極上很快就出現了氫氣泡，但陽極上卻沒有分解出氣體。電解持續近一小時，分解出來的都是氫氣，連一點氟的影子也沒有。莫瓦桑一邊拆卸儀器，一邊苦惱地思索著，也許氟根本就不能以游離狀態存在？當他撥掉U型管陽極一端的塞子時，驚奇地發現塞子上覆蓋著一層白色粉末狀的物質。可不是么，原來塞子被腐蝕了！氟到底還是分解出來了，不過和玻璃發生了反應。這一發現使莫瓦桑受到了極大的鼓舞。他想，如果把裝置上的玻璃零件都換成不能與氟發生反應的材料，那就可以制得單體的氟了。熒石不與氟起作用，用它來試試吧，于是他用熒石制成試驗用的器皿。莫瓦桑把盛有液體氟化氫的U型鉑管浸入制冷劑中，用熒石制的螺旋帽蓋緊管口

30、，再進行電解。 多少年來化學家夢寐以求的理想終于實現了！1886年6月26日，莫瓦桑第一次制得了單質的氟氣！這種氣體遇到硅立即著火，遇到水即生成氧氣和臭氧，與氯化鉀反應置換出氯氣。 莫瓦桑的論文遞交法國科學院后，法國科學院為了確認這一發現，指定了一個由三人組成的審查委員會，其中包括莫瓦桑的老師弗雷米和有機化學家貝特羅。 莫瓦桑以最細心的準備工作來迎接審查。當他的老師等三位化學界的前輩到來時，他的電解裝置竟然出現了前所未有的故障沒有一點電流通過，當然也不會有一點氟的蹤影。 三位科學家離開后，莫瓦桑經過幾天的努力，終于找到了這次實驗失敗的原因，是因為將氟化氫精制得太純凈。以往實驗電解的氟化氫中都含

31、有氟化鉀，殘留的氟化鉀使液體可以導電。而這次莫瓦桑仔細將氟化氫蒸餾了又蒸餾，其中不再含氟化鉀，所以不能導電。查明原因之后，莫瓦桑再次實驗獲得成功，審查委員會終于確認了他的發現。 為了表彰莫瓦桑在制備氟方面所做出的突出貢獻，法國科學院發給他一萬法郎的拉卡澤獎金。莫瓦桑用這筆錢償還了實驗的費用。四個月后，他被任命為巴黎藥學院的毒物學教授，同時還建造了一座不大的私人實驗室供他進行科學研究。在這里，他繼續改進氟的制法，用銅制的電解容器代替價格昂貴的鉑制容器，進行了規模較大的實驗，每小時能電解出五升氟氣。他進一步制備出許多新的氟化物，如氟代甲烷、氟代乙烷、異丁基氟等。其中四氟化碳的沸點是-15C，很適合

32、做制冷劑。這是最早的氟里昂。 他將研究成果寫成了氟及其化合物一書，這是一本研究氟的制備及其氟化物性質的開山之作。1906年莫瓦桑獲得了諾貝爾化學獎。關于獲獎成就是這樣寫的：通過電解氟化鉀的無水氟化氫溶液首次離析出單質氟，并對這一元素的性質及與其它元素的反應作了充分的研究。此外還發明了“莫瓦桑電爐”，并用它制備了很多新化合物。 “莫瓦桑電爐”使化學實驗能達到2000C，從而開辟了高溫化學這一新的領域。不止這些，莫瓦桑在化學實驗的很多領域都有獨到的突破。 諾貝爾獎令世人仰慕，卻不能給莫瓦桑的生命以更多的時間。1907年2月6日，莫瓦桑得了闌尾炎。手術很成功，但他的心臟病卻加劇了。他終于認識到多年以

33、來一直沒有關心自己的身體健康。莫瓦桑不得不承認：“氟奪走了我十年的生命”。2月30日，這位在化學實驗科學上閃爍著光芒的化學家永遠地隕落了。這時，莫瓦桑還不到55歲。 下面是莫瓦桑獲得的諾貝爾獎章和有關成就證書。幾個重要的化學物質及工藝演進 野火、摩擦生火 煤炭（石炭、黑金、烏薪、燃石）冶煉 石油（石漆、水肥、石脂、猛火油、石腦油、雄黃油）燃料、潤滑、防水、蠟燭。第一次名稱出現在有記載的沈括的夢溪筆談 天然氣，晉朝四川用作煮鹽 陶器，伴隨著用火的開始出現 瓷器，必須用高嶺土作胎，表面有釉，燒成溫度很高 陶瓷的顏色都是無機金屬氧化物的顏色 高超的技藝卻沒有形成科學 玻璃是埃及人發明的（陶土加堿土碳

34、酸鈉高溫燒熔） 純銅（天然紅銅，硬度低熔點高） 青銅（錫或鉛的加入降低熔點提高硬度） 銅鎳合金（白銅） 銅鋅合金（黃銅） 火煉銅（木炭燃燒熔融并充當還原劑） 水煉銅（鐵置換硫酸銅） 隕鐵 鐵礦 木炭冶鐵 加熱鍛打 滲碳成鋼 生鐵鑄造千分位引起的誤差惰性氣體的發現瑞利勛爵瑞利原名斯特拉特，因為他祖父被英國皇室封為瑞利勛爵，他是第三世，故稱瑞利勛爵第三。其父輩在科學上都沒有什么聲望，到瑞利勛爵第三，成了科學巨人。科學史習慣上不稱他為斯特拉特，而簡稱瑞利。 1842年11月12日，瑞利生于倫敦附近的埃塞克斯。他自幼體弱多病，學習時常因病中斷。1861年，他進入劍橋大學的三一學院攻讀數學。開始他的學業

35、平平，但不久他以突出的才能超過了班上學習最好的同學。1865年他以優等成績畢業。當時劍橋的主試人指出：“瑞利的畢業論文極好，不用修改就可以直接付印。”1866年，瑞利開始在劍橋任教，直到1871年。這一年，他結了婚，妻子是后來的首席國務大臣的妹妹。1872年，他因嚴重的風濕病不得不去埃及和希臘過冬，同時開始寫作兩卷本的聲學原理。這部物理學上不朽的名著一直寫了六年，直到1877年第一卷才初次出版。1879年，著名的物理學教授麥克斯韋去世，空缺的劍橋大學卡文迪許實驗室主任職位由瑞利繼任。瑞利對科研事業熱情極高，投入了全部身心。他擔任卡文迪許實驗室主任之后，擴大了招生人數，把原只有六、七個學生的小組

36、發展為擁有七十多位實驗物理學家的先進學派，其中包括女性，反映了瑞利男女平等的觀念。瑞利要求學生都要通過實驗來學習物理、研究物理。由他開創的這種培養學生的方法從此在歐美的大學流傳開來。瑞利還帶頭捐出500英鎊，同時還向友人募集了1500英鎊，為實驗室添置了大批的新儀器，使實驗室的科學研究設備得到充實。后來，該實驗室培養了多位諾貝爾獎得主。1884年接替瑞利任實驗室主任的湯姆生，在這里發現了電子，榮獲1906年的諾貝爾物理學獎。湯姆生的學生盧瑟福，發現了放射性衰變規律，提出了半衰期的概念。他接替湯姆生任卡文迪許實驗室主任后，還是在這里，利用a-射線發現了原子的“行星式”有核結構，第一次打開了原子的

37、大門，于1908年榮獲諾貝爾化學獎。盧瑟福培養了很多的學生，其中有成功解釋了氫原子光譜的丹麥物理學家玻爾，發現了原子序數與它的X-射線波長間關系的莫斯萊。還培養了中國人霍秉權，霍老于1934年在卡文迪許實驗室學習，回國后任鄭州大學物理系教授。下圖是卡文迪許實驗室一角配有實驗儀器的教室。 瑞利在卡文迪許實驗室最初的研究工作主要是光學和振動系統的數學，后來的研究幾乎涉及物理學的各個方面。他用精密的實驗建立了電阻、電流和電動勢的標準。考慮到建立基本單位準確性的重要意義，瑞利建議英國政府成立國家物理實驗室。這個實驗室自1900年建立以來，一直是國際上重要的標準化機構。 瑞利是注重嚴格定量研究的物理學家

38、。例如他測量氣體密度時，想到玻璃容器受大氣壓的影響，在充滿氣體和抽成真空時體積是不一樣的，因而所受空氣的浮力也是不一樣的。他將這微小的差別計算在內，可見他的實驗作風極為嚴謹，對研究結果要求極為精確。由他測定的氣體密度值，經過了一百多年，有些還在使用。這種追求至真的作風使得他在測定氮氣密度時發現并抓住了“千分位的誤差”，從而與拉姆塞共同發現了氬。這一成就使瑞利榮獲了1904年的諾貝爾物理學獎。1905年，瑞利當選為英國皇家學會主席。從1908年直到1919年去世，他是劍橋大學的名譽校長。千分位誤差 瑞利對氣體密度的測定花費了他二十多年的時間，目的是為了驗證普勞特假說。什么是普勞特假說呢？早在18

39、15年，曾積極宣揚原子論的蘇格蘭化學家湯姆遜，在他主編的哲學年鑒上發表了英國化學家普勞特的文章，指出各種氣體的密度精確地是氫氣密度的整數倍。由此他推測氫原子可能是各種元素的“元粒子”。這就是普勞特關于元素的氫母質假說。湯姆遜認為“該假說是非常站得住腳的”。他為使原子量的數值符合這一概念積極奮斗了幾年之久。他總試圖讓實驗結果去符合他預先想好了的結論，這種治學作風曾受到貝采里烏斯的嚴厲批評。貝采里烏斯在1826年發表的原子量與湯姆遜基于普勞特假說的臆斷值有明顯的差別。當時歐洲大陸接受貝采里烏斯的原子量，而英國的化學家則接受湯姆遜的數值。1859年，曾反對貝采里烏斯電化二元論的杜馬發表文章支持普勞特

40、假說。他說元素的原子量是氫原子量四分之一的整數倍。這就是說，氫原子是四個“氫元粒子”的牢固結合體，在化學反應中這些“氫元粒子”總是不分開。其它元素的原子也是“氫元粒子”的牢固結合體，其數目多數是4的整數倍，即普勞特所說的“氫的整數倍”。比利時化學家斯達廣泛使用當時已經發展起來的各種制備純物質的方法，用二十五年時間精確測定的原子量否定了杜馬的結論。但普勞特假說依然引起人們的興趣。興趣歸興趣，當時誰也想不到，大約半個世紀后科學家發現了同位素，普勞特假說重新煥發了異彩，人們似乎再度發現了“元粒子”氕原子核（質子）。由此我們看到科學與偽科學相伴而生，在比較與斗爭中看到了真理的曙光。瑞利在驗證普勞特假說

41、的過程中，是怎樣有所發現的呢？讓我們看看他的自述吧。 “20多年來，我一大部分精力從事氣體密度這個題目的研究，這些正是普勞特假說所涉及的問題。當時列尼奧宣稱氧氣的密度是氫氣密度的15.96倍。這個數值與16相比，看來是在實驗誤差范圍以內。 “我的工作同庫克同時進行的工作一樣，沿用了列尼奧的方法，使用的球形容器和一個外形體積相同的樣品容器（密封的）保持平衡。在這樣的條件下，實驗就不受空氣密度起伏的影響。這個考慮非常重要，因為在用黃銅和白金做砝碼的常規稱量中，氣壓的高低要比球形容器內是真空或裝有一個大氣壓的氫氣造成更大的表觀誤差。庫克最初宣布的結果是和列尼奧的結果相同的，但在他們倆的計算中都忽略了

42、一個修正值。他們都假設球形容器內不論是真空還是裝有一個大氣壓的氣體，其外部體積都是相同的。其實在充滿氣體的情況下體積應比較大。做了修正后，庫克的實驗結果成為和我同時宣布的數值一致，即15.882。這樣，此數值與普勞特假說的差異增大了，重新測定差異也未必減小。“我的注意力開始轉向氮氣。我使用一種處理方法作了一組測試。這個方法是哈庫特首先發明的，后由拉姆塞介紹給我的：空氣先通過液態氨，再通過一個管子，管中放有熾熱的銅。空氣中的氧在管中被氨中的氫吸收生成了水，3O2 + 4NH3 = 6H2O + 2N2 剩余的氨再用硫酸吸收。在這個實驗中，銅僅僅起了增加接觸面和指示器的作用。只要銅還發亮，我們就可

43、肯定氨在起作用。 “我對這樣處理過的氣體進行了一組測試，結果都一致。起初我打算就此結束對氮氣的實驗，但后來我仔細考慮，這次所用的方法不是列尼奧的方法，而后者無論如何是值得一用的方法。因此我又回到比較正統的實驗程序，不用氨而使空氣直接通過熾熱的銅。按照此想法又進行了一組實驗，其結果又一次完全一致。但是使我驚奇不解的是，兩種方法得出的密度值相差千分之一。這個差值雖小，但完全超出了實驗誤差范圍。氨法給出的密度值較小，于是產生一個問題：差值是否由某些已知條件引起的？經過一段時間的研究，對此做出了否定的回答。我很困惑，不知道該怎樣繼續研究。實驗中有一條好規矩：當差值一開始就存在時，我們總是要設法放大這個

44、差值，而不是憑感情放棄它。兩種氮氣到底有什么差別？一種氮氣全部來自空氣，另一種氮氣約有五分之一來自氨。在氨法中用氧氣代替空氣是放大這個差值的最有希望的辦法，因為這樣一來，實驗中的全部氮氣都應來自氨。這個實驗立刻獲得了成功。來自氨的氮氣比來自空氣中的氮氣輕約千分之五。這個差值比較大，可以進行滿意的分析。一種可能的解釋是：空氣中有一種比氮氣重的氣體；另一種可能的解釋（這種見解最初相當受化學界朋友的支持）是：經過液態氨處理的氣體中存在一種游離狀態的氮。由于這種游離氮應當是不穩定的，因此我作了一次實驗，將樣品保存了八個月，但結果發現密度沒有改變。” 這就是許多史料都提及的一段實驗經過。瑞利用電解水、加

45、熱氯酸鉀和高錳酸鉀等三種不同的方法制取的氧氣，密度完全相等。經過十年的努力，他測得氧氣和氫氣的密度比是15.882:1 ,削弱了普勞特假說的影響。而他用不同的方法制取的氮氣，密度則有微小的差異。由氨制得的氮氣密度是1.2508g/L，由空氣制得的氮氣密度是1.2572g/L，前者要小千分之五左右。對此，他自己反復驗證了多次。盡管差別很小，但是瑞利發現，這個“誤差”總是表現為由空氣除去氧、二氧化碳、水以后獲得的氮氣，比由氨和其它氮的化合物獲得的氮氣密度大；誤差雖小，但是不對稱。瑞利起初認為，之所以由空氣制得的氮氣密度大一些，可能有四種解釋： （1）由大氣所得的氮氣，可能還含有少量的氧氣。 （2）

46、由氨制得的氮氣，可能混雜了微量的氫氣。 （3）由大氣制得的氮氣，或許有類似臭氧O3的N3分子存在。 （4）由氨制得的氮氣，可能有若干分子已經分解，游離的N原子把氮氣的密度降低了。 第一個假設是不可能的，因為氧氣和氮氣的密度相差不大，必須雜有大量的氧，才有可能出現千分之五的差異。與此同時，瑞利又用實驗證明：他由氨制得的氮氣，其中不含氫氣。第三個解釋也不足置信，因為他采用無聲放電使可能混雜N3的氮氣發生變化，并沒發現氮氣的密度有所變化，即不存在N3。第四種假設經過八個月的實驗也排除了。 瑞利感到困惑不解。1892年，他將這一實驗結果發表在英國的自然周刊上，尋求讀者的解答，但他一直沒有收到答復。共同

47、發現氬 1894年4月19日，瑞利在英國皇家學會宣讀了他的實驗報告。隨即蘇格蘭化學家、倫敦大學教授拉姆塞提出愿與瑞利合作研究。他說兩年前就看到瑞利發表在自然周刊上的實驗結果，今天聽了報告更感到空氣中可能還含有未知的密度更大的成份。瑞利聽出了這話的分量。另外有人向瑞利提起了一百多年前卡文迪許所作的實驗，他放電使氧氣與氮氣化合。正是這位與拉瓦錫同時代的卡文迪許，英國的貴族科學家，以科學實驗為樂，身后留下了大量的實驗記錄和大筆的財產。他的親屬（他自己沒有后代）1871年捐款給劍橋大學建立了著名的卡文迪許實驗室。瑞利曾任實驗室主任，當然很容易就找到了當年卡文迪許的實驗記錄。卡文迪許將電火花引入空氣時產

48、生了紅棕色硝酸氣（NO2）。為了深入研究，他用兩只酒杯裝滿水銀，又把U型管倒立在兩個酒杯上，使水銀密封U型管內的空氣。在這之前他在水銀面上放少量苛性鉀，以吸收硝酸氣（NO2）。然后通過水銀插入導線，在U型管內放電，使氣體不斷減少。O2 + N2 = 2NO , 2NO + O2 = 2NO2 , 2KOH + NO + NO2 = 2KNO2 + H2O當管內的氧氣消耗殆盡時，再通入一些氧氣，繼續放電。如此反復，卡文迪許率領著他的仆人們，利用摩擦起電，一直搖了三個星期的起電盤。最后管內殘留少量不再反應的氣體時，卡文迪許用他的“硫肝液”吸收掉剩余的氧氣，結果發現還有一個小氣泡，說不清是什么氣體。

49、他在實驗記錄中寫道：“在U型管里剩下的小氣泡是由于某種原因而不與脫燃素氣（氧氣）化合的濁氣，但它又不象普通的濁氣（氮氣），因為什么電火花都不能使它與脫燃素氣（氧氣）化合。空氣中的濁氣（氮氣）不是單一的物質，還有一種不與脫燃素氣（氧氣）化合的濁氣，其總量不超過全部空氣的一百二十分之一。” 瑞利利用他比卡文迪許先進得多的儀器，重復了當年卡文迪許的實驗，得到了曾被稱作“濁氣”的那種氣體。而同時，拉姆塞分別用熾熱的銅和苛性鈉除去了空氣中的氧氣、二氧化碳和水蒸氣，最后用熾熱的鎂粉吸收了氮氣， 3Mg + N2 = Mg3N2也剩下一點氣體。這期間他們互相通信、密切合作。還是看看瑞利的自述吧：“假如來自空

50、氣的氮比“化學”氮重是由于空氣中存在一種未知的成分，那么，下一步就應通過吸收氮來分離這種成份。這是一項很艱巨的任務。拉姆賽和我起初是分別進行工作，后來則是合作從事了這項工作。有兩種方法是可行的：第一種方法是在電火花作用下使氮氣與氧氣化合并用堿吸收酸性化合物。卡文迪許最早就是用此方法驗證了大氣的主要成份和硝石中的氮是同一種東西。第二種方法是完全用熾熱的鎂來吸收氮氣。用這兩種方法都分離出了同一種氣體，數量約占空氣體積的百分之一，密度約為氮氣的1.5倍。“從氣體的處理方式就可看出，它不被氧化，也不被熾熱的鎂所吸收，進一步設法使它化合也沒有任何結果。不要認為這種氣體是很稀少的，一個大廳中它的重量，一個

51、人是搬不動的。”拉姆塞將這種氣體充入氣體放電管中，發現了原來未曾見過的紅色和綠色等各種譜線。再經光譜學家克魯克斯分析，剩余氣體的譜線多達200余條。通過光譜分析可以判斷這是一種新的氣體元素。 在合作了四個月后的1894年8月13日，瑞利和拉姆塞以共同的名義宣布了一種惰性氣體元素的發現。英國科學協會主席馬丹提議把這種氣體命名為Argon（氬），即“懶惰”、“遲鈍”的意思。 在這之后，他們又想：氬會不會是放電或氮氣與鎂劇烈反應的產物呢？為了排除這種可能性，瑞利和拉姆塞又作了大量的物理實驗，希望結果不受化學反應的影響。他們采用了氣體擴散速度比的實驗法，即將空氣通過多孔性的長管，分子量較小的氮氣和氧氣

52、就會較多地通過管壁擴散到管外去，最后排出的氣體就會含有較重的氣體，其密度也會隨之增加。管道越長分離得越徹底。這樣，他們用物理方法也得到了氬。 瑞利于1919年病故，比他的精誠合作者拉姆塞晚逝3年，享年77歲。據拉姆塞的學生特拉弗斯說，瑞利與拉姆塞之間往返信件極多，彼此關系十分融洽，共同為科學而努力，毫無名利之爭。瑞利逝世后，他的實驗室曾供科學界參觀，凡是來訪問的科學家，對瑞利使簡便的儀器發揮出巨大的作用莫不驚異。瑞利實驗室中的一切重要設備雖外形粗糙，但關鍵部位都制造得十分精細。瑞利用這些儀器做了極為出色的定量分析。后人經常記起這位偉大科學家的名言：一切科學上的最偉大的發現，幾乎都來自精確的量度

53、。拉姆塞爵士 拉姆塞1852年10月2日生于英國的格拉斯哥。他的父母結婚時，都已年近四十，自慮已沒有生育子女的希望，沒想到第二年就生下小拉姆塞。拉姆塞的父母都是善良聰明的蘇格蘭人，家庭幸福美滿，他們努力使拉姆塞受到良好的教育。 拉姆塞從小喜歡大自然，極善音律，愛讀書也愛收藏書，而且很喜歡學習外語。他幼年時的許多行為，使成年人都感到吃驚。他小時經常坐在格拉斯哥自由圣馬太教堂里，寂寞地好像是聽卡爾文教徒講道，大人們不明白這位活潑好動的孩子，為什么能安靜地坐著。人們總看見他在閱讀圣經，走近一看才明白，原來小拉姆塞看的不是英文版的圣經，而是看的法文版，有時又看德文版。他是在用這種方法學習法文和德文。拉

54、姆塞去教堂的另一目的是看教堂的窗子，因為那窗上鑲嵌著許多幾何圖形，他通過那些圖形驗證學校學的幾何定理。 拉姆塞14歲時，被格拉斯哥大學文學院破格錄取為大學生。他極肯鉆研，他的同班同學菲夫回憶拉姆塞剛上大學時的情形說：“拉姆塞剛入大學時，我們沒學化學，但他一直在家中做各種實驗。他的臥室四處都放著藥瓶，瓶里裝著酸類、鹽類、汞等等。那時我們才剛剛認識，他買化學藥品和化學儀器很內行對我印象很深。下午，我們常在他家會面，一起做實驗，如制取氫、氧，由糖制草酸等。我們還自制了許多玻璃用具，自制了本生燈，拉姆塞是制造玻璃儀器的專家。我相信，學生時代的訓練，對他的一生大有好處，除了燒瓶和曲頸瓶以外，所有的儀器，

55、都是我們自制的。” 1870年，拉姆塞大學畢業后，去德國海德堡大學拜本生為師繼續學習。一年以后，由本生推薦到蒂賓根大學繼續深造，他在那里獲博士學位。1872一1880年間，拉姆塞在格拉斯哥學院任教。1880年他28歲的時候，由于教學和研究方面都有了較出色的成績，被倫敦大學聘為化學教授。1888年他被選為英國皇家學會主席，1895年因發現惰性氣體元素族而榮獲戴維獎章。同年他還被選為法國科學院院士，1911年擔任英國科學促進會主席。1902年，英國政府授予他爵士的榮譽稱號。下面是拉姆塞爵士的照片。 拉姆塞學問很淵博，也是科學界中最優秀的語言學家。1913年，他在化學學會國際會議上擔任主席時，使全世

56、界各地代表大為驚奇和愉快的是，他先講英語，后講法語，再講德語，間或也用意大利語，無不流暢自如，從容清晰。這主要得益于他自小的刻苦練習。 太陽元素 1890年，美國地質調查所的地球化學家西爾布蘭德觀察到，當把瀝青鈾礦粉放到硫酸中加熱時，就會放出一種氣體，經實驗這種氣體也是惰性的。1895年，對“惰性”兩字十分敏感的拉姆塞和特拉弗斯讀到報告后立即重復了這項實驗。他們把放出的氣體充入放電管中進行光譜分析，原以為要出現氬的光譜，但卻出現了黃色的輝光，在分光鏡中出現了很亮的黃色譜線這不是27年前發現的“太陽元素”么？他們又將這種氣體標本寄給權威的光譜專家克魯克斯。克魯克斯證實這確是“太陽元素”氦。189

57、5年3月17日，拉姆塞把他研究太陽元素氦的情況，寫信給布卡南說：“那種瀝青鈾礦經無機酸處理以后，放出的惰性氣體，克魯克斯認為它的光譜有些是新的。我從處理方法上來看，我敢確定它不是氬。現在我們正忙于繼續制取，數日以后，我希望能制得足量的做密度測定，我想，也許就是我們尋求已久的氦吧。”不到一周，拉姆塞就證明了這種物質是氦。他非常高興，在3月24日給他的夫人的信中這樣寫道：“先講一個最新的消息吧，我把新氣體先封入一個真空管，這樣裝好以后，就在分光鏡上看到它的光譜，同時也看到氬的光譜，這種氣體是含有氬的，但是忽又見到一種深黃色的明線，光輝燦爛，和鈉的光線雖不重合，可也相差不遠，我惶惑了，開始覺得可疑。

58、我把這事告訴了克魯克斯，直到星期六早晨，克魯克斯拍來電報。電文如下：從鈾礦中分離出的氣體，為氬和氦兩種氣體的混和物。”還有一族 元素氦、氬發現以后，拉姆塞在他開拓的領域繼續深入研究。當時的元素周期表還沒有氦和氬的位置。這兩種元素不與任何元素化合，即化合價為零，理應另列一縱行作為零族放在第一主族堿金屬的左邊。氦的原子量為4，排在鋰的左邊十分合適；但氬的原子量為39.88，而鉀的原子量為39.1，這樣就出現了原子量大的排在前面的情況。是氬不純凈還是氬的原子量測定有問題？為了確證氬的原子量，拉姆塞又作了大量的實驗，結果依然。他是元素周期律的堅信者，這個先進的理論是他做出杰出發現的一個思想基礎。他想，應尊重實驗結果，不能隨意改動氬的