在上面的实验里,15升由空气中提取的氩气被液态空气冻成了液体。拉姆赛和特莱凡斯首先抽出了液体上面没有液化的气体,发现了氖,还有氦。接着,他们让液体不断蒸发,并且一份一份地抽出蒸发的气体,检查它们的光谱。
开头,收集的气体大部分是氩,随后,就是不久前发现的氪。而把最后一点点气体装进放电管,通上电却发出了美丽的蓝光,又一种新的气体元素被发现了。这是1898年7月12日的事。
这种发蓝光的新的气体元素起名叫做xenon(希腊文“陌生”的意思)——我国译作“氙”。
就这样,拉姆赛在得到液态空气以后,不到一个半月,就在空气中又发现了三种新的气体元素——氟、氖和氙。
现在让我们来回顾一下这段历史:在瑞利和拉姆赛在空气中发现氩之前,科学家都认为空气是由氧和氮组成的。接着,拉姆赛和特莱凡斯又证明了先前发现的氩也不是纯的气体,它里面还混杂着氦、氖、所氪和氙。
为了研究这些气体的性质,拉姆赛和特莱凡斯蒸馏了大量的液态空气,他们得到了纯粹的氩气,纯粹的氪气和纯粹的氙气。但是氖气和氦气总是在一起,没法把它们分开,因为在液态空气的温度下,它们都不会变成液体。
需要比液态空气更低的温度,才有可能使氖气和氦气变成液体。这就需要用液态的氢。液态空气的沸点是零下192摄氏度,而液态氢气的沸点是零下253摄氏度。
可是哪里有液态的氢呢?前面提到的那位杜瓦,在1898年第一回制得了液态氢。可是他连液态空气都不肯给别人,更不用说液态氢了。怎么办呢?
特莱凡斯决心自己装一台机器制造液态氢。经过一番努力,液态氢真的得到了!头一批产品——100立方厘米的液态氢,立刻用来分离氖气和氦气。
氦气和氖气的混合气体送进了浸在液态氢中的玻璃小球,氖气不仅变成液体,而且立刻凝结成了固体,氦气却仍然是气体。于是,最难分离的氦气和氖气也分开了。
拉姆赛和特莱凡斯证明:在1升空气中大约有10立方厘米的氩气,18立方毫米的氖气,5立方毫米的氦气,1立方毫米的氪气,氙气最少,只有0.1立方毫米。
为了详细地研究这些气体的性质,他们先后用了3年时间。
他们测定了每种气体的密度,结果是按着氦、氖、氩、氪、氙的次序,一个比一个大。
他们做了许多化学实验,结果证明,这一群气体,不仅氩气和氦气,就是后发现的氖气、氢气和氙气,也不肯跟任何物质发生化学反应。它们极不活泼,所以人们把它们叫做“惰性气体”。在门捷列夫周期表上,氦、氖、氩、氪和氙形成单独的一族——零族元素。
在拉姆赛的时代,从空气中取得一点点纯粹的惰性气体,要花很大气力。所以人们也把它们叫做“贵气体”,或者“稀有气体”。
现在就不同了,世界各国都建立了大的气体工厂,这些工厂的原料就是空气。空气在工厂中先变成液体,再用分馏法来分离,制成纯粹的氮气、氧气和氩气,它们都装在钢瓶里出售。氦气、氖气、氪气和氙气也提纯了,装在特制的容器里,供给生产技术部门和科学研究单位使用。
这些“稀有气体”,现在都不是很难得到的东西,价钱也大大降低了,“贵气体”这个名字,现在不大有人用了。1962年,人工合成了氙跟铂、氟的化合物,以后又陆续合成了不少红的化合物和氙的化合物,如氟化氪、氯化氙、氧化氙等等。“惰性气体”这个名字,看来也不大正确了,但是由于习惯,现在仍然使用。