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正在加載稀有氣體

1785年英國科學(xué)家卡文迪許在一個盛有空氣并加有氧氣的裝置中，利用電火花使其中的氮和氧化合并將生成的氮的氧化物用水溶去。他將上面這個過程反復(fù)多次后，發(fā)現(xiàn)無論往其中加多少氧氣，空氣試樣中總有大約原來體積的1%左右的氣體被殘留了下來。卡文迪許因此成為了世界上最早用實(shí)驗(yàn)方法從空氣分離出惰性氣體的第一位科學(xué)家。

1892年，一位在英國劍橋卡文迪許實(shí)驗(yàn)室工作的名叫瑞利的物理學(xué)家和另一位在倫敦大學(xué)學(xué)院擔(dān)任化學(xué)教授的名叫拉姆塞的化學(xué)家，才真正揭開了卡文迪許實(shí)驗(yàn)中殘余的稀有氣體之謎。

瑞利善于精確地測量氣體的密度，因而發(fā)現(xiàn)用卡文迪許方法得到的這種殘余氣體，其密度比純氮?dú)庖叱黾s0.5%。他百思不得其解，于是寫信給《自然》雜志征求解答。拉姆塞聯(lián)想起卡文迪許實(shí)驗(yàn)中剩下的那點(diǎn)和氧無法化合的氣體，以更為精密的方法重復(fù)了卡文迪許的實(shí)驗(yàn)，他繼而和瑞利共同研究了這種氣體的發(fā)射光譜，借助于大約30年前才為化學(xué)家所熟悉的分光技術(shù)臭氧檢測儀，發(fā)現(xiàn)這種氣體所發(fā)射的譜線是一種未知元素的譜線，因此是一種新元素。他們用一個在希臘文里表示“惰性”的字來命名這種氣體元素稀有氣體，這就是后來稱之為氬的元素。接著拉姆塞等又從空氣中陸續(xù)分離出惰性氣體族中的其他成員，并分別命名為氦、氖、氙和氡，和氬一起構(gòu)成了元素周期表中的第0族稀有氣體，長期以來被統(tǒng)稱為惰性氣體（即稀有氣體）。

正在加載稀有氣體

1904年，瑞利和拉姆齊分別獲得諾貝爾物理學(xué)獎和化學(xué)獎，以表彰他們在稀有氣體領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)。瑞典皇家科學(xué)院主席西德布洛姆致詞說：“即使前人未能確認(rèn)該族中任何一個元素，卻依然能發(fā)現(xiàn)一個新的元素族，這是在化學(xué)歷史上獨(dú)一無二的，對科學(xué)發(fā)展有本質(zhì)上的特殊意義。”

稀有氣體的發(fā)現(xiàn)有助于對原子結(jié)構(gòu)一般理解的發(fā)展。在1895年，法國化學(xué)家亨利·莫瓦桑嘗試進(jìn)行氟（電負(fù)性最高的元素）與氬（稀有氣體）之間的反應(yīng)，但沒有成功。直到20世紀(jì)末，科學(xué)家仍無法制備出氬的化合物，但這些嘗試有助于發(fā)展新的原子結(jié)構(gòu)理論。由這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，丹麥物理學(xué)家尼爾斯·玻爾于1913年提出，在原子中的電子以電子層形式圍繞原子核排列，除了氦氣以外的所有稀有氣體元素的最外層的電子層總是包含8個電子。1916年，吉爾伯特·牛頓·路易斯制定了八隅體規(guī)則稀有氣體，指出最外電子層上有8個電子是任何原子最穩(wěn)定的排布；此電子排布使它們不會與其他元素發(fā)生反應(yīng)氨氣檢測儀，因?yàn)樗鼈儾恍枰嗟碾娮右蕴顫M其最外層電子層。

但到了1962年，尼爾·巴特利特發(fā)現(xiàn)了首個稀有氣體化合物六氟合鉑酸氙。其他稀有氣體化合物隨后陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)：在1962年發(fā)現(xiàn)了氡的化合物二氟化氡；并于1963年發(fā)現(xiàn)氪的化合物二氟化氪。2000年，第一種穩(wěn)定的氬化合物氟氬化氫（HArF）在40K（-233.2℃）下成功制備。

1998年12月，俄羅斯杜布納的聯(lián)合核研究所的科學(xué)家以鈣原子轟擊钚來產(chǎn)生114號元素的單一原子，后來被命名為Fl。初步化學(xué)實(shí)驗(yàn)已顯示該元素可能是第一種超重元素，盡管它位于元素周期表的第14族，卻有著的稀有氣體特性。2006年10月，聯(lián)合核研究所與美國勞倫斯利福摩爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家成功地以鈣原子轟擊锎的方法，人工合成了Uuo，它是18族的第七個元素。

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