二百多年前,法国化学家拉瓦锡以天平作为研究工具,用定量的方法研究了空气的成分,首先提出了空气是由氮气和氧气组成的结论;道尔顿被称为现代原子之父,对构成物质的微粒有着特殊的贡献;汤姆生发现了电子.舍勒、普利斯特里在空气成分的研究中也做出了一定的贡献,但并没有得出空气的成分.
故选C.
氮气和氧气在1772年 拉瓦锡实验 惰性气体1894-1900年间依次被发现
空气中含量最多的气体氮气和氧气的发现,与法国人拉瓦锡的工作是分不开的。
1772年金秋时节的一天,拉瓦锡称量了一定质量的白磷,将其点燃,燃烧过后,他发现燃烧后的产物的质量居然比燃烧前的白磷质量还大!他又燃烧硫磺,得到了类似的结论。反常的现象令拉瓦锡设想,一定是空气中的某种气体被燃烧的白磷和硫磺捕获了。为了证明自己的判断,他设计了一个更细致的实验:将白磷放在水银面上,上面扣一个钟罩,钟罩里保留一部分空气供白磷燃烧。加热水银到40摄氏度时,水银面上的白磷立刻燃烧起来,之后水银面出现了上升。拉瓦锡描述到:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭……白磷增加的重量与所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”
为了得到与燃烧物质结合的气体,1777年,拉瓦锡对汞进行加热,发现随着红色的汞渣的生成,空气的体积减少了1/5。接着,拉瓦锡对汞渣继续加热,结果从汞渣中还原出汞,并释放出了大量气体,这种气体可以使蜡烛燃烧得更旺,并有益于动物的呼吸。拉瓦锡把与汞结合的气体称为“生命气体”,因为它是呼吸所必须的;剩下的气体叫做“无生命气体”,因为它会让蜡烛熄灭,令动物窒息。后来,人们将“生命气体”改称氧,将“无生命气体”改称氮。
六种稀有气体元素是在1894-1900年间陆续被发现的。发现稀有气体的主要功绩应归于英国化学家莱姆赛(Ramsay W,1852-1916)。下面我们按元素发现的先后顺序,分别简介这六种元素的发现经过。
氩Ar
早在1785年,英国著名科学家卡文迪什(Cavendish H,1731-1810)在研究空气组成时,发现一个奇怪的现象。当时人们已经知道空气中含有氮、氧、二氧化碳等,卡文迪什把空气中的这些成分除尽后,发现还残留少量气体,这个现象当时并没有引起化学家们应有的重视。谁也没有想到,就在这少量气体里竟藏着一个化学元素家族。
100多年后,英国物理学家瑞利(Rayleigh J W S,1842-1919)在研究氮气时发现从氮的化合物中分离出来的氮气每升重12508g,而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重12572g,这00064g的微小差别引起了瑞利的注意。他与化学家莱姆赛合作,把空气中的氮气和氧气除去,用光谱分析鉴定剩余气体,终于在1894年发现了氩。由于氩和许多试剂都不发生反应,极不活泼,故被命名为Argon,即“不活泼”之意。中译名为氩,化学符号为Ar。
氦He
早在1868年,法国天文学家简森(Janssen P J C,1824-1907)在观察日全蚀时,就曾在太阳光谱上观察到一条黄线D,这和早已知道的钠光谱的D1和D2两条线不相同。同时,英国天文学家洛克耶尔(Lockyer J N,1836-1920)也观测到这条黄线D。当时天文学家认为这条线只有太阳才有,并且还认为是一种金属元素。所以洛克耶尔把这个元素取名为Helium,这是由两个字拼起来的,helio是希腊文太阳神的意思,后缀-ium是指金属元素而言。中译名为氦。
1895年,莱姆赛和另一位英国化学家特拉弗斯(Travers M W,1872-1961)合作,在用硫酸处理沥青铀矿时,产生一种不活泼的气体,用光谱鉴定为氦,证实了氦元素也是一种稀有气体,这种元素地球上也有,并且是非金属元素。
氪Kr、氖Ne、氙Xe
由于氦和氩的性质非常相近,而且它们与周期系中已被发现的其它元素在性质上有很大差异,莱姆赛根据周期系的规律性,推测出氦和氩可能是另一族元素,在它们之间一定有一个性质和氦、氩相近的家族。果然,在1898年5月30日莱姆赛和特拉弗斯在大量液态空气蒸发后的残余物中,用光谱分析首先发现了比氩重的氪,他们把它命名为Krypton,即隐藏之意。隐藏于空气中多年才被发现。
1898年6月,莱姆赛和特拉弗斯在蒸发液态氩时收集了最先逸出的气体,用光谱分析发现了比氩轻的氖。他们把它命名为neon,源自希腊词neos,意为新,即从空气中发现的新气体。中译名为氖。也就是现在氖灯里的气体。
1898年7月12日,莱姆赛和特拉弗斯在分馏液态空气,制得了氪和氖后,又把氪反复地分次萃取,从其中又分出一种质量比氪更重的新气体,他们把它命名为Xenon,源自希腊文xenos,意为陌生人,即为人们所生疏的气体,因为它在空气中的含量极少,仅占总体积的一亿分之八。
氡Rn
氡是一种具有天然放射性的稀有气体,它是镭、钍和锕这些放射性元素在蜕变过程中的产物,因此,只有这些元素发现后才有可能发现氡。
1899年,英国物理学家欧文斯(Owens R B)和卢瑟福(Rutherford E,1871-1937)在研究钍的放射性时发现钍射气,即氡-220。1900年,德国人道恩(Dorn F E)在研究镭的放射性时发现镭射气,即氡-222。1902年,德国人吉赛尔(Giesel F O,1852-1927)在锕的化合物中发现锕射气,即氡-219。直到1908年,莱姆赛确定镭射气是一种新元素,和已发现的其它稀有气体一样,是一种化学惰性的稀有气体元素。其它两种射气,是它的同位素。1923年国际化学会议上命名这种新元素为radon,中文音译成氡,化学符号为Rn
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