威廉·拉姆齐(英国化学家_诺贝尔化学奖得主)_拉姆齐_气体_研究

威廉·拉姆齐简介

威廉·拉姆齐，英国化学家。1852年10月2日生于格拉斯哥，1916年7月23日卒于白金汉郡海威科姆。1866年入格拉斯哥大学，1869年始攻读化学，1870年毕业后留学德国。1872年在蒂宾根大学因研究-甲酸获哲学博士学位。1880～1887年，任布里斯托尔大学化学教授，1887～1913年，任伦敦大学化学教授。1888年当选为英国皇家学会会员。

拉姆齐最初研究有机化学，后来研究物理化学。在1874～1880年，主要从事吡啶及其衍生物的研究，并于1877年合成了吡啶。1880～1894年，主要研究液体的蒸气压、临界状态及表面张力与温度的关系。1894年他和瑞利合作，发现氩。1895年他将钇 矿置于硫酸中加热，得到一种新惰性气体，并和W.克鲁克斯一起用光谱确定为元素氦，从而第一次在地球上找到所谓“太阳元素”。拉姆齐研究了氦和氩的性质，指出它们在周期系中属于新的一族，并预言这一族中存在着其他元素。1898年他分馏液态空气时发现了三种新的稀有气体元素，命名为氖、氪、氙。1903年他和F.索迪证明镭能产生氦。1910年他和W.格雷测定了氡的原子量，并确定了氡在周期系中的位置。拉姆齐因发现空气中的稀有气体元素并确定其在周期系中的位置而获得1904年诺贝尔化学奖。拉姆齐的主要著作有《无机化学体系》、《大气中的气体》、《现代化学》、《元素和电子》等。

小拉姆齐

拉姆齐1852年10月2日的出生，给了他父母极大的欢喜。老拉姆齐和妻子结婚的时候，夫妇的年龄都已快四十岁了。他们认为自己已经没有生育子女的希望了。但不久，拉姆齐太太的怀孕使他们欣喜若狂，果然第二年就生下了聪明可爱的小拉姆齐。父母对这个唯一的儿子庞爱有加，他们努力使拉姆齐受到良好的教育。

拉姆齐从小喜欢大自然，喜欢音乐，爱读书也爱收藏书，而且很喜欢学习外语，小拉姆的某些行动，使成年人感到吃惊。小拉姆经常坐在格拉斯哥自由圣马太教堂里，寂寞地好像是听教师在讲道。大人们不明白这位活泼好动的孩子，为什么总能安静的坐在这里。“拉姆齐，你在干什么呀？”一次，一位邻居在教堂里又发现了拉姆齐，他手里捧着一本厚厚的书，“你是在阅读圣经吗？”“是的，先生。”拉姆齐像个大人一样彬彬有礼地说。这位邻居凑过去一看，拉姆齐手里捧的是圣经，但是却并不是英文版的，而是法文版的。“小拉姆塞，你认识法文？”“学呗”。拉姆塞干脆地回答，随手指指身边的另一本圣经说，“这还有德文版的呢”。这位邻居非常惊叹，他没想到拉姆齐小小年纪竟然是这么一个爱学习的有心人。其实，拉姆塞到教堂来还有一个目的，教堂的窗子上按嵌着许多几何图形，他是要看一看，以便验证一下在学校里学的几何定理呀。

神童青年

拉姆齐自从上学开始，成绩一直都保持在全优的水平，他的名气越来越大，被人们称为“神童”。

一天，拉姆齐象往常一样去上学。到了学校，就有一位同学告诉他：“老师让你去一趟他的办公室”。拉姆齐急忙跑向老师的办公室。“拉姆齐，请进来。”老师温和地请他过来。“有什么事吗？”“拉姆齐，以后我们不能经常相处了”。“为什么？”拉姆齐愣住了。“是一个好消息，拉姆齐，我们接到了格拉斯哥学院的通知，他们已正式决定，破格录取你升入他们学院就读。”“真的？”拉姆齐高兴极了。“当然是真的，拉姆齐，向你表示祝贺，我们会想念你的”。“谢谢，我也会想念您的”。这个十四岁的大学生高高兴兴地回家了，把喜讯告诉给他亲爱的爸爸妈妈。

升入大学后，拉姆齐继续刻苦钻研。他这时已对化学产生了浓厚的兴趣，虽然学院里还没有开这门课，但这并不妨碍他进行各种各样有趣的化学试验。他的同班同学菲夫后来这样回忆拉姆齐刚入大学时的情形：“拉姆齐刚入大学时，才十四岁，我们还没学化学，但他一直在家中做各种实验。实验是在卧室中做的，他的卧室四处都放着药瓶，瓶里装着酸类、盐类、汞等等。那时我们刚刚认识，印象中他对买化学药品和化学仪器很在行。下午，我们常在我家会面，一起做实验。如制取氢、氧，由糖制草酸等。我们还自制了许多玻璃用具，自制了本生灯，拉姆塞是制造玻璃仪器的专家，当时除了烧瓶和回颈甑以外，所有的仪器，都是自制的。”

生活

威廉·拉姆齐居住在白金汉郡的海威科姆，直至1916年7月23日因鼻癌去世。海威科姆有一所建于1976年的中学为纪念威廉·拉姆齐而被命名为“威廉·拉姆齐爵士中学”（Sir William Ramsay School）。

学术研究

1887年起，威廉·拉姆齐到伦敦大学学院担任化学系主任。他一生最著名的研究成果正是出自这一时期。1885年至1890年间，他发表了几篇关于氮氧化物的重要论文。这些研究为他后来更杰出的成果奠定了基础。

1894年4月19日傍晚，拉姆齐参加了瑞利举办的一个讲座。瑞利此前发现用亚-分解法得到的氮气与从空气中提取到的“氮气”具有不同的密度。瑞利与拉姆齐讨论后决定共同探索这一现象的原因。他们立即在各自的实验室里对此展开研究，并几乎每天保持联络，互相通报工作的进展情况。同年8月，拉姆齐和瑞利宣布发现氩元素。1895年，他从钇 矿中分离出氦，证明了这种之前仅被法国天文学家皮埃尔·让森在太阳光谱中观测到的元素在地球上也存在，随后的几年，拉姆齐又相继发现了氖、氪和氙。1903年，他与弗雷德里克·索合作在镭放射中探测到氦。1910年，他与罗伯特·怀特洛-格雷一起分离出氡，并测定其密度为已知气体中最高。

1904年，因为“发现空气中的惰性气体元素，并确定它们在元素周期表中的位置”，威廉·拉姆齐被授予诺贝尔化学奖。

惰性气体

1870年，拉姆齐大学毕业。毕业后，去德国海德里拜本生为师，继续学习。一年以后，由本生推荐到帝宾根大学继续深造，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 这个时候，另一位英国化学家瑞利正在致力于研究空气的成分，他经过极为精密的定量分析发现，由氨制得的氮，总比由空气制得的氮轻千分之一，反复研究不得其解。于是，他将这一研究事实，刊登在英国“自然界”刊物上，希望有人能解答出这个问题。

拉姆齐发现这篇文章后，征得了瑞利的允许，也开始研究大气中氮的成分。他研究的方法是让空气在红热的镁上通过，这样镁和空气中的氧和氮产生反应，足够的镁就等于吸收了空气中的氧和氮，经过反复试验空气体积的八十分之七十九都已被吸收，只余下八十分之一。“这剩余的气体会不会是氮的一种变种呢？”拉姆齐这样考虑。但经过精密的光谱分析发现，余下的气体，除了氮的谱线外，还存在着红色和绿色各种谱线，这些红绿线决不可能是氮的。那就只剩下一种可能：空气中还存在另一种不为人知的气体。这种气体含量极少，而且性质极不活泼，不易与其他物质发生作用，所以人们一直没有发现它。

1894年5月24日，拉姆齐给瑞利写了封信，说明了自己的研究发现和推断。同年8月7日他又给瑞利去了一封信：“我想最好用我们两个人的名义发表”。这样，在英国科学协会的大会上，他们两个人一起宣布，发现了一种惰性气体。这个消息震动了参加大会的学者们，经大会主席提议，给这种新气体定名为“氩”，意思是“懒惰的气体”。

元素氩发现以后，拉姆齐在他开发的领域继续深入研究。他把沥青 矿经无机酸处理之后，制得一种新气体。他把新气体先封入一个真空管，然后做光谱分析。在分光器上他看到了氩的光谱。“原来还是这个懒惰的气体”，拉姆齐泄气地说。忽然，光谱上又出现了一种深黄色的明线，光辉灿烂。这是什么？他精神一振，仔细观察了一番，认为，这种光谱虽和钠的光谱有相似之处，但并不重合，决不会是同一种物质，极有可能又是一种新的元素！拉姆齐马上把这个现象拍电报告诉了另一位科学家克鲁克斯，直到星期六早晨。克鲁克斯的电报终于回来了，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，他和特拉弗斯合作，继续研究，相继又发现了氪、氖和氙。他们设法取得了1升的液态空气，然后小心地分步蒸发，在大部分气体沸腾而去之后，遗下的残余部分，氧和氮仍占主要部分。他们进一步用红热的铟和镁吸收残余部分的氧和氨，最后剩下25毫升气体。他们把这25毫升气体封人玻璃管中，来观察其光谱，看到了一条黄色明线，这条线比氦线略带绿色，另有一条明亮的绿色谱线。“这绝不是已知元素的谱线”。拉姆齐说。特拉弗斯表示同意。他们被新发现鼓舞着，当晚就测定了这种气体的密度、原子量，为此，他们一直工作到深夜。“给它起个什么名字呢？这个隐藏极深的家伙”。“就叫做‘氪’吧”。“氪”在英语中是“隐藏”的意思。“哎呀！”特拉弗斯忽然惊叫了一声。“怎么啦？”拉姆齐以为发生了什么事。“真是糟糕”，特拉弗斯捶着脑袋说，“明天，不，已经是今天了，我要举行博士论文答辩，我竟然给忘了。”拉姆塞笑起来：“这可真是一件糟糕的事，特拉弗斯，快去休息一会吧！”

氖是在氪的基础上发现的，他们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，许多淡绿线，还有几条紫线、黄线，非常明显。在高度真空里，它甚至还闪着磷光。他们深信又发现了一种新气体。“这种景象真是美丽极了。过去两年的努力看来没有白费。我敢打， ，只要看过这种景象，任何人都会永远铭记。”特拉弗斯说。“是的，世界上没有别的东西，能比它发出更强烈的光来。”拉姆塞同意他的意见。拉姆齐有一个十三岁的儿子名叫威利。他得知父亲又发现了新气体，就对父亲说：“您打算怎么称呼它呢？”拉姆齐反问儿子：“你有什么主意吗？”“我倒喜欢NOVE这个词。”威利说。

“嗯，NOVE，不错，不过，NEON是不是更好一些？它们的意思是一样的。”这样，1898年6月，新发现的气体有了它的名称：氖。它含有“新奇”的意思。

1898年7月12日，拉姆齐又发现了另外一种惰性气体，命名为“氙”，含有“陌生者”的意思。

语言学家

拉姆齐在科学上作出了重大发现，成为一名举世闻名的化学家，他同时还是一位优秀的语言学家。由于从小认真学习，他精通英、法、意、德、荷等多种语言，被誉为“科学界中最优秀的语言学家”。 他平时谈吐十分恢谐，幽默，妙趣横生。一次他外出旅行，车厢里的旅伴是三个律师，他们摇动三寸不烂之舌，一路上不停地聒噪，惹得拉姆塞烦心不已，回来后，他谈起这次旅行，说道：“我和旅伴们成了一个项可怕的化合物，一不小心就会发生0。你想，三个无事生非的律师，再加上我这个危险的化学家，这不是三氯化氮吗？随时都会发生爆作的！”

拉姆齐也曾告诫他的学生，做学问应当“多看、多学、多试验，如果取得成果，绝不炫耀。学习和研究中要顽强努力，一个人如果做不到‘三多’，而是‘两怕’，怕费时，怕费事，则将一事无成”。