氬來證明，惰性氣體并不懶惰

1894年的夏天，在英國牛津舉行的科學(xué)促進(jìn)協(xié)會會議上，瑞利宣讀了“在空氣中發(fā)現(xiàn)了新元素X”的簡短報(bào)告，正式公布了他和威廉·拉姆齊合作研究確認(rèn)的成果?；瘜W(xué)家馬丹建議將新元素X命名為“氬”（Argon），這個(gè)名字源于古希臘語，意味“懶惰”，可以很好地形容新元素化學(xué)性質(zhì)不活潑的特性。

從被發(fā)現(xiàn)到被承認(rèn)，道阻且長

1785 年，亨利·卡文迪許通過實(shí)驗(yàn)把不含水蒸氣、二氧化碳的空氣除去氧氣和氮?dú)庖院螅l(fā)現(xiàn)仍有占原始樣品不到1% 的殘余氣體。遺憾的是，卡文迪許并沒有深入研究，沒能發(fā)現(xiàn)殘余氣體中的氬氣。

在約一個(gè)世紀(jì)之后，瑞利和拉姆齊分別用物理和化學(xué)方法分離出空氣中的氮?dú)?，得到“物理氮”和“化學(xué)氮”。對比發(fā)現(xiàn)，“化學(xué)氮”比“物理氮”輕約0.5% ！兩人排除了多種實(shí)驗(yàn)誤差因素的影響后，意識到空氣中存在尚未被發(fā)現(xiàn)的新氣體。

但是，這份具有開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)卻遭到當(dāng)時(shí)一些有名學(xué)者的質(zhì)疑。化學(xué)協(xié)會的主席亨利·阿姆斯特朗就毫不客氣地指出，兩人的新發(fā)現(xiàn)如果為真，那近一百年來，難道所有的化學(xué)家們都沒有注意到這種空氣中無處不在的成分嗎？

在進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)測試后，瑞利和拉姆齊決定在更多大型會議上提交關(guān)于新空氣成分性質(zhì)的報(bào)告。在1895 年1 月底舉行了一次規(guī)模盛大的會議，有800 名物理學(xué)家和化學(xué)家出席。拉姆齊在會議上更加詳細(xì)地介紹了氬氣的發(fā)現(xiàn)過程和對氬氣的研究結(jié)果。另有兩位科學(xué)家為了一探究竟，研究了氬氣的光譜，發(fā)現(xiàn)它確實(shí)含有氮?dú)夤庾V中沒有的某些譜線，這是一個(gè)令人信服的證據(jù)！

來自學(xué)界的質(zhì)疑聲不斷，但拉姆齊沒有放棄，在之后幾年的研究中他陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他幾種不活潑的氣體元素：氦、氪、氖和氙。這樣一來，化學(xué)家們不得不將它們納入學(xué)科體系，元素周期表的最右端也多出了一列專門容納所有組成惰性氣體的元素。

1904 年，由于瑞利和拉姆齊在研究氬氣的過程中做出了重要貢獻(xiàn)，他們分別獲得了諾貝爾物理學(xué)獎和諾貝爾化學(xué)獎。

抽掉“懶筋”， 化身“全能保護(hù)神

大顯身手第一式：更亮、更耐用的照明“達(dá)人”

回顧電光源的發(fā)展歷程，氬氣燈是一種優(yōu)于白熾燈的照明燈。它的核心部分是一個(gè)充滿了氬氣的玻璃管，當(dāng)電流通過時(shí)，氬氣就會發(fā)出亮光。這個(gè)過程叫作氣體放電，就像是我們把電流當(dāng)成指揮棒，讓氬氣跳起了一場光之舞。

氬氣燈因其獨(dú)特的發(fā)光方式，通常被用在需要高亮度、長時(shí)間使用的場合，比如街道、大型場館的照明等。相較于白熾燈，氬氣燈的能量利用效率更高。白熾燈大部分的能量都轉(zhuǎn)化成了熱量，只有很少一部分轉(zhuǎn)化成了光能。而氬氣燈則能更高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能。

如果我們將惰性氣體灌裝進(jìn)燈泡，當(dāng)開啟燈泡時(shí)，惰性氣體被激發(fā)，就會散發(fā)出其獨(dú)特的光譜線。在電場激勵下，氬氣還能發(fā)出淺藍(lán)色光線，也可用于制造霓虹燈。

大顯身手第二式：保障工業(yè)正常運(yùn)行的“保護(hù)罩”

由于氬氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不容易與金屬發(fā)生反應(yīng)，這使得它在焊接有色金屬時(shí)也能大放異彩。想象一下，在焊接過程中，金屬與空氣中的氧氣或氮?dú)饨佑|，就像是一場災(zāi)難電影中的場景，金屬會因?yàn)檠趸虻兊么嗳?。而氬氣就像是一位氣體保護(hù)神，它包圍著焊接區(qū)域，形成一個(gè)“保護(hù)罩”，防止氧氣和氮?dú)饨咏?，確保焊縫的質(zhì)量和強(qiáng)度。

更神奇的是， 氬氣還可以有另一種身份——工業(yè)冷卻劑。液體狀態(tài)下，氬的沸點(diǎn)低至-185.85℃。這種極低的沸點(diǎn)使其成為理想的冷卻劑，可以用于冷卻各種工業(yè)設(shè)備，確保它們在高溫環(huán)境下正常運(yùn)行。

隨著化學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)惰性氣體在特定條件下也可以形成化合物。為了避免產(chǎn)生誤解，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）推薦使用“稀有氣體”這一術(shù)語來代替“惰性氣體”，以便更好地反映這些氣體元素在自然界中的相對稀缺性，而不是它們的化學(xué)性質(zhì)。