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第30章 拉姆塞的故事

威廉?拉姆塞(WilliamRamsay,1852~1916),英国化学家。出生在苏格兰格拉斯哥市。先后学习文学和化学。1872年获博士学位。1880年被聘为伦敦大学教授,在该校他十分重视实验,不断改进实验装备和技法,在此工作了25年之久。这期间他的突出贡献是发现了5种稀有气体元素,是解释布朗运动现象的第一位科学家。1888年被选为英国皇家学会主席,1895年获戴维奖章,1902年英国政府授予他爵士称号,1904年成为第四位获得诺贝尔化学奖的化学家。

小小天才

很少有人文理兼通,可是拉姆塞便是这样的天才。他不仅是一位化学家,还是一位学识渊博的语言文学家。他既精通英国文学,还能用纯熟的德语演讲,可以用法语侃侃而谈,也可以用意大利语与人交流。

他的这种天分在很小的时候就表现得一览无遗。他从小就爱读书,尤其是外语,这让成年人都非常吃晾。

小拉姆塞经常坐在教堂里,大人们不明白这位活泼好动的孩子为什么总能安静地坐着。一次,邻居发现他手里捧着一本厚厚的书,原来他在看《圣经》——法文版的。更让人吃惊的是,小拉姆塞随手指了指身边,“这还有德文版的呢”。

他上学后成绩一直都保持在全优的水平,被人们称为“神童”,以至于他很快就被格拉斯哥学院破格录取。当时他才14岁。升入大学后,拉姆塞继续刻苦钻研。他这时已对化学产生了浓厚的兴趣,一直在家中做各种实验。他的卧室四处都放着药瓶,对买化学药品和化学仪器很在行。拉姆塞是制造玻璃仪器的专家,当时除了烧瓶和曲颈瓶以外,所有的玻璃仪器都是他自制的。

霓虹灯后的故事

现在,人们对街市上五颜六色的霓虹灯已经司空见惯了,可是如果没有拉姆塞,没有他发现和制得的氖气,这一美丽的夜景是不可能存在的。

拉姆塞大学毕业后,在德国海德堡拜实验化学家本生为师学习分析化学。一年后,由本生推荐到蒂宾根大学继续深造,在那里获得了博士学位。1880年,他被布里斯托尔学院聘为化学教授,两年后,担任了该院的院长。

此时,化学界面临着一个难题,那便是英国化学家瑞利发现由氨制得的氮总比由空气制得的氮轻1‰,反复研究不得其解。于是,他将这个发现刊登在《自然界》刊物上,寻求解答。

拉姆塞发表这篇文章后,开始研究大气中氮的成分。经过反复试验,空气体积的79/8都已被吸收,只余下1/80。这剩余的气体会不会是氮的一种变种呢?拉姆塞马上生出了这种想法,确定空气中还存在另一种不为人知的气体。这种气体含量极少,不易与其他物质发生作用,所以人们一直没有发现它。

这种新气体定名为“氩”,即“懒惰气体”。拉姆塞继续深入研究。一次他把沥青铀矿经无机酸处理之后,制得一种新气体。忽然,光谱上又出现了一种深黄色的明线,光辉灿烂。这使得他精神振奋,因为极有可能又是一种新的元素。经研究确定,这是另一个惰性气体——氦。

氦的发现给了拉姆塞很大的激励,他和其他化学家合作,相继又发现了氪、氖(新奇之意)和氙(陌生者之意)。

拉姆塞是世界上第一个拿到太阳元素的化学家。他拿了许多物质与氦发生反应,结果证明,氦和氩一样不会跟任何物质化合,也是惰性气体。

能不能在空气中找到氦呢?拉姆塞采取了把空气冷却成液体再逐渐蒸发的办法。他认为氧和氮会先蒸发,而氦则会蒸发得慢一些,于是他把放在杜瓦瓶内的液态空气敞开口让它蒸发,等到液态空气只剩下很少一些时,将这一液态空气蒸发的气体收集起来,再除去氧气和氮气。拉姆塞满以为可以通过光谱分析找到氦,但是没有氦的特有光谱线,这一次拉姆塞估计错了。实际上,氦比氧和氮蒸发得陕,它早就逃走了。但是拉姆塞还是有收获的,他意外地发现了另一种新元素“氪”。

吸取失败的教训,拉姆塞改变了实验的方法。这一次他证明了空气中确实有氦存在,此时他又发现了一种新的气体“氖”。

氖是在氪的基础上发现的,用减压法继续分馏残余的气体,收集了从氩气中挥发出的部分,这部分气体具有极壮丽的光谱,带着许多条红线,许多条淡绿线,还有几条紫线、黄线,非常明显。在高度真空里,甚至还能闪着磷光。这也启发了人们将它利用作为灯光照明,于是霓虹灯产生了。

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