机智的实验者和大胆的预言家——拉姆塞

英国著名化学家拉姆塞因发现6种稀有气体并确定了它们在元素周期表中的位置而获得1904年诺贝尔化学奖。通过重温稀有气体的发现历程,回顾拉姆塞一生的辉煌成就,感受他实事求是的科学态度和理性的科学方法。     

稀有气体的原子结构、能级和光谱

稀有气体氩、氦、氪、氖、氙和氡等六种元素,早在1884—1900年就相继被发现。近十年来稀有气体的制备、应用都取得了很大成果;稀有气体及其化合物的化学键理论也有很大进展。在化学学科内逐步形成了一门新的分支——稀有气体化学目前高等学校普通化学和无机化学课程教学中都介绍了稀有气体及其化合物。在教学中介绍稀有气体的独特的原子结构,有利学生加深对原子结构理论的理解。     

稀有气体化合物生成条件的热力学分析

自从1962年加拿大化学家Bartlett合成了第一个氙xe的化合物Xe~+[PtF_6]~-以来,对稀有气体化学性质的研究,便出现了一个崭新的局面。随后,一些新的稀有气体化合物相继被发现,这方面的资料可参阅文献[2]。到目前为止,在稀有气体中主要是研究了以氙为主的氟化物、氧化物、络氟化物、氟氧化物和含氧酸盐。氪和氡的化合物为数不多而且也不稳定,其它稀有气体化学性质的研究工作进行得更少。为什么稀有气体化合物数量不多而往往又很不稳定?本文以稀有气体卤化物和Xe~+离子化合物为例,从热力学角度探究其生成规律。     

元素的起源与0号元素

论述元素的起源是以中子为起点,中子是特殊的0号元素。以中子的衰变特点、核反应的特点、与质子类同的特点、与稀有气体元素类同的特点以及中子星的存在、四中子的发现等论据,提出应当把中子看作元素并纳入元素周期表中。建议给这个特殊的元素命名为"中"。     

氩元素概念的形成和发展与化学思想的演进

19世纪末英国化学家瑞利和拉姆塞发现了氩元素,开启了发现稀有气体元素的历程,开辟了发现元素周期表中的零族元素之门。20世纪20年代氩元素同位素的发现使人们形成了对氩元素的概念的现代认知,同时英国化学家莫斯莱提出原子序数概念,揭示了元素在周期表中位置排列的实质,同氩同位素的发现相结合,解决了氩在周期表中的位置排列问题。20世纪上半叶原子结构和化学键理论的提出阻碍了氩化合物的发现。21世纪初,氟氩化氢的发现使人们对氩的“惰性”有了全新的认识,改称氩为稀有气体元素,并对化学键理论的发展起到促进作用。总之,氩元素概念的形成和发展对于元素周期律的完善和发展以及人们对原子结构和化学键理论的认识都起到了极为重要的桥梁作用。     

橡胶的历史

最早发现橡胶这种物质的是印第安人,他们发现野生橡胶树的刀伤处有白色的乳液流出来,就把这种乳液叫做Caoutchouc,这个字的印第安语的含义是树流泪(或木头流泪),后来,这个字一直被用来称呼天然胶乳。印第安人用橡胶做成的球做游戏,还把从野生橡胶树上收集来的乳液涂在布、鞋子、瓶子上,等它们干燥以后,就做成了粗糙的防水布、防水鞋和防水的容器。     

稀有气体化合物非共价作用研究进展

稀有气体化合物的非共价作用研究是最近发展起来的一个新兴领域,是非共价领域的重要拓展和延伸。到目前为止,本领域已经取得了一些研究成果。本文着重论述σ-hole、π-hole和稀有气体-π等3类非共价作用。这些新型非共价作用的提出,不但能够帮助研究人员更好地理解稀有气体化合物的各种非共价行为,如结晶、吸湿性等,而且为寻找有效调控其氧化性、爆炸性等性质的方法指明了方向。     

巴特列特的发现与稀有气体化合物的合成

尼尔·巴特列特合成了世界上首例稀有气体化合物——六氟合铂酸氙(XePtF6),打破了固有的稀有气体惰性原则,此后,稀有气体化学步入了崭新的领域.同时,介绍了巴特列特合成六氟合铂酸氙的经典实验以及他的成长环境、求学经历、获得成就和荣誉.     

金属原子之间的键——过渡金属化学的新模式

自从第二次世界大战以来,过渡金属化学一直在无机化学中占据了主导地位。奇怪的是,经历了这么多年以后,这些元素仍然是化学研究中的丰富领域。不论在理论上或是实际应用上,过渡金属都是化学研究的前沿。在过渡金属化学的各个方面,最吸引人的是多核金属簇化合物。它们包含二个或更多的金属原子互相成键,以及和非金属元素成键。在这些金属簇中,称为Chevrel面的是迄今发现的,强磁场中最好的超导材料。其它簇可用为重要有机反应的催化剂。有些则是光敏络合物,在把太阳能转化为更有用的能量中,有潜在的作用。当然对很多化学家来说,这些金属簇之令人注意,只是因为它们的存在。它们中有的很稳定,易于制备,但只是在最近才对它们的化学开始有所了解。本报告是由这一领域中两位杰出的化学家撰写的。他们讨论了这些络合物以及可能的应用。     

拉姆塞爵士与零族元素

我们在1984年第3期《化学教育》里谈到雷利勋爵的时候,曾经提到和雷利共同研究了氩元素的威廉·拉姆塞爵士。为了要了解稀有气体元素发现的主要历史,我们必须多介绍一点拉姆塞这位大学者的生平。因为雷利究竟是一位物理学家,尽管他第一个提出了氮气不正常的问题,可是他只做了氩的一部分工作,至于其余五种零族元素的研究工作和性质的测定,基本上是在拉姆塞领导之下作成的。     

拉姆塞与稀有气体：纪念氩的发现100周年

拉姆塞与稀有气体──纪念氩的发现１００周年何法信，高平（曲阜师范大学化学系，山东２７３１６５）拉姆塞（ＷｉｌｌｉａｍＲａｍｓａｙ）是１９世纪末２０世纪初英国著名化学家。他以渊博的学识，敏锐的科学洞察力和精湛高超的实验技术，以及追求真理锲而不舍的拚搏精...     

化学实习作业课上存在的问题和解决问题的初步意见

自从化学教学大纲(修订草案)颁布以后,我们根据大纲的精神,钻研了实习作业课的教学方法。但这种钻研还刚开始,很可能看得不全面,为了引起同志们的讨论,现把我们发现的问题和解决问题的初步意见提出来,希同志们给以指正。一、教学目的问题在学习教学大纲修订草案时,我们研究了为什么实验分为演示实验、边讲边实验和实习作业三种形式?它们在化学教学中各起什么作用?我们认为实习作业课不单能达到大纲所载“……使学生巩固所学到的化学上的重要事实和理论,使学生了解化学生产的科学原理,使他们获得使用物质、鉴别物质的技巧……”的目的,同时还能培养他们正确的劳动态度——有组织、有纪律,好的劳动习惯以及爱护公共财物的品质。通过实习作业还能发展他们的智力,培养他们独立工作的能力。过去我们非但对实习作业的目的认识不全面,而且在实践中遭遇困难吋,往往不积极想办法来达     

从元素周期律的发现看“天才论”的破产

在人类认识物质世界的进程中,对元素及其化合物性质的研究,对未知元素的探索,曾经存在一定的盲目性。随着生产的发展、科学实验的深入,门得列耶夫(1834—1907)在前人工作和他自己实践的基础上,发现了元素周期律。从此,元素的研究工作,新元素的探索,新物质、新材料的寻找,有了一个可遵循的规律。随着对元素周期律认识的不断深入和发展,人们运用这一规律在认识和改造自然的斗争中发挥着越来越大的作用。周期律的发现进一步从自然科学上论证了辩证唯物主义的意义。周期律揭示了元素由量变过渡到质变、量和质是相互关联的实质,驳斥了把事物的发展看成只有量变没有质变的机械论的自然观,以及否认自然界中相互联系和相互转化的形而上学的自然观。周期律的发现是辩证唯物主义的伟大胜利。在自然科学史上,在文教战线上,始终存在着两个阶级、两条路线、两种思想的斗争。资产阶级学者总是极力宣扬“天才创造科学”、“头脑里出科学”。他们把     

化学简讯

螯合聚合物是近年来发现的一类新型聚合物,它们具有耐高温、导电等一系列新的特性。最近苏联学者Γ.K.鲍列斯科夫(Бopeckoв)等又发现这类聚合物具有催化活性。他们研究了两种结构类型(Ⅰ和Ⅱ)的赘合聚合物对肼分解反应(104和74℃)的催化活     

纤维状吸附、分离材料的进展

本文简要地阐明了纤维状吸附、分离材料,其中包括活性碳纤维(ACF)、离子交换纤维(IEF)和螫合纤维(CLF)近年来的发展,它们的基本性质、制备方法和应用。尤其是在环境保护、贵金属的分离、回收等方面的应用前景。文中扼要地介绍了本文作者近年来发现的活性碳纤维和某些螯合纤维的氧化一还原特性。这类纤维在吸附某些高价态金属离子的同时可以把它们还原成低价态或金属元素。     

紫外激光化学

随着六十年代激光技术的出现,一门崭新的边缘学科——激光化学就应运而生了。七十年代初大功率横向激励(TEA)CO_2 激光器的出现,发现了红外多光子吸收,使得红外光化学这个领域显得十分活跃;七十年代中期稀有气体卤化物(RGH)准分子激光器的研制成功,观察到了紫外多光子吸收和解离等一系列新现象,开拓了紫外激光化学新领域。     

读者园地

读者园地问:为什么有些专著中把钪和钇也称为稀土元素?浙江读者———张虹答:钪(Scandium,元素符号Sc,原子序数21)和钇(Yttrium,元素符号 Y,原子序数 39)分别是第 4周期和第5周期的第一个外过渡元素,同属ⅢA族。它们的最外层电子的排列方式与镧系元素(即稀土元素)的最外层电子排列相似,导致它们的许多化学性质也与稀土元素相似。而且在一些矿物中它们也常与稀土元素共生。因此,在化学中常把它们与稀土元素放在一起讨论,有些书刊中甚至把它们也称为稀土元素。元素钪的最外层电子构型为3d14s2,它的性质与稀土元素中的镧(Lanthanum,符号La,…     

稀有气体化学的进展

氩、氦、氪、氖、氙、氡是在1894—1900年间陆续发现的。从本世纪初叶以来,在大量实验工作的基础上,原子结构理论逐步得到发展。人们开始认识到,物质的化学性质一般由原子核外的最外层电子所决定,建立了原子价的电子理论。而这六个元素的原子,其最外电子层恰好形成了“稳定的八隅体”结构。这对它们不易参加化学反应的特性,得到一定程度的解释。遗憾的是,这种概念被绝对化了,硬把这六种元素划为不     

叶绿素的提取纯化方法

自然界中,太阳能转化成化学能的最主要途径是光合作用过程。光合作用过程中担任把光能吸收转化成化学能的主要角色是含镁的卟啉类化合物——叶绿素。由于叶绿素起着如此重要作用,因此引起了很多科学工作者的兴趣。他们把叶绿素提取分离出来,测定了它的分子结构、化学物理性质。在1962年全合成了其中最重要的一种——叶绿素a。叶绿素在光合器官中有不同的存在状态,起着不同的作用。有的叶绿素起捕获光能的功能,它们吸收光能并将光能传递到作用中心去;有的处在作用中心,推动把光能转化成化学能的原初过程。要说明叶绿素是怎样和蛋白质、磷脂、质醌等复合在一起的,这种复合体是怎样发挥固定光能的功能的,这是近年来受到广泛重视的研究课题之一。很多人都想通过研究纯粹的叶绿素和它的衍生物的光化学物理性质,体外重组和模拟光合作用过程     

为什么有些专著中把钪和钇也称为稀土元素？

钪(Scandium，元素符号Sc，原子序数21)和钇(Yttrium，元素符号Y，原子序数39)分别是第4周期和第5周期的第一个外过渡元素，同属ⅢA族。它们的最外层电子的排列方式与镧系元素(即稀土元素)的最外层电子排列相似，导致它们的许多化学性质也与稀土元素相似。而且在一些矿物中它们也常与稀土元素共生。因此，在化学中常把它们与稀土元素放在一起讨论，有些书刊中甚至把它们也称为稀土元素。