Elemental aristocracy

Txhua kab ntawm lub sij hawm lub sij hawm xaus ntawm qhov kawg. Ib me ntsis dhau ib puas xyoo dhau los, lawv lub neej tseem tsis tau xav txog. Tom qab ntawd lawv xav tsis thoob lub ntiaj teb nrog lawv cov tshuaj lom neeg, lossis lawv qhov tsis tuaj. Txawm tias tom qab ntawd lawv tau los ua ib qho laj thawj ntawm cov kev cai ntawm xwm. cov pa roj.

Thaum lub sij hawm, lawv "mus rau hauv kev nqis tes ua", thiab nyob rau hauv lub thib ob ib nrab ntawm lub xyoo pua xeem lawv pib txuam nrog cov tsis muaj noble ntsiab. Cia peb pib zaj dab neeg ntawm elementary high society li no:

Ntev dhau los…

… Muaj ib tug tswv.

Tswv Henry Cavendish (1731-1810) hauv daim duab qub.

Henry Cavendish nws tau koom nrog lub siab tshaj plaws British aristocracy, tab sis nws txaus siab kawm txog cov lus zais ntawm xwm. Xyoo 1766, nws nrhiav tau hydrogen, thiab kaum cuaj xyoo tom qab ntawd nws tau ua ib qho kev sim uas nws muaj peev xwm nrhiav tau lwm lub caij. Nws xav paub seb huab cua puas muaj lwm yam khoom ntxiv uas twb paub txog cov pa oxygen thiab nitrogen. Nws tau ntim lub iav khoov lub raj nrog cua, raus nws qhov kawg hauv cov hlab ntsha mercury thiab dhau hluav taws xob tawm ntawm lawv. Cov nplaim taws ua rau cov nitrogen ua ke nrog oxygen, thiab cov kua qaub ua kua qaub tau nqus los ntawm cov tshuaj alkali. Thaum tsis muaj oxygen, Cavendish tau pub nws mus rau hauv lub raj thiab txuas ntxiv qhov kev sim kom txog thaum tag nrho cov nitrogen raug tshem tawm. Qhov kev sim tau siv sijhawm li ob peb lub lis piam, thaum lub sij hawm qhov ntim ntawm cov pa hauv cov yeeb nkab yog pheej yig dua. Thaum cov nitrogen tas lawm, Cavendish tshem tawm cov pa thiab pom tias cov npuas tseem muaj, uas nws kwv yees tias yog ¹/₁₂₀ pib huab cua ntim. Tus Tswv tsis tau nug txog qhov xwm txheej ntawm qhov seem, xav txog qhov tshwm sim yog qhov yuam kev ntawm kev paub. Niaj hnub no peb paub tias nws nyob ze rau qhov qhib argon, tab sis nws siv ntau tshaj ib puas xyoo los ua kom tiav qhov kev sim.

hnub ci paub tsis meej

Hnub ci eclipses yeej ib txwm nyiam cov neeg zoo tib yam thiab cov kws tshawb fawb. Thaum Lub Yim Hli 18, 1868, astronomers saib qhov tshwm sim no thawj zaug siv lub spectroscope (tsim tsawg tshaj li kaum xyoo dhau los) los kawm txog hnub ci tseem ceeb, pom meej nrog lub qhov tsaus nti. Fabkis Pierre Janssen nyob rau hauv txoj kev no nws tau ua pov thawj tias lub hnub ci corona feem ntau yog hydrogen thiab lwm yam hauv ntiaj teb. Tab sis hnub tom qab, thaum saib lub hnub dua, nws pom ib txoj kab uas tsis tau piav qhia yav dhau los nyob ze ntawm tus yam ntxwv daj kab ntawm sodium. Janssen tsis tuaj yeem lees paub nws rau txhua lub ntsiab lus paub thaum lub sijhawm. Tib qhov kev soj ntsuam tau ua los ntawm ib tus kws tshawb fawb Askiv norman locker. Cov kws tshawb fawb tau muab tso rau ntau qhov kev xav txog qhov tsis meej ntawm peb lub hnub qub. Lockyer npe nws siab zog laser, sawv cev ntawm Greek hnub vajtswv Helios. Txawm li cas los xij, feem ntau cov kws tshawb fawb ntseeg tias kab daj lawv pom yog ib feem ntawm cov spectrum ntawm hydrogen ntawm lub hnub qub kub heev. Nyob rau hauv 1881, Italian physicist thiab meteorologist Luigi Palmieri Kawm txog cov roj hluav taws xob hluav taws xob ntawm Vesuvius siv lub spectroscope. Nyob rau hauv lawv spectrum, nws pom ib tug daj band ntaus nqi rau helium. Txawm li cas los xij, Palmieri tau piav qhia tsis meej txog cov txiaj ntsig ntawm nws qhov kev sim, thiab lwm tus kws tshawb fawb tsis tau lees paub lawv. Tam sim no peb paub tias helium muaj nyob hauv cov roj hluav taws xob hluav taws xob, thiab Ltalis tuaj yeem yog thawj tus saib xyuas thaj av helium spectrum.

Piv txwv li xyoo 1901 uas qhia cov cuab yeej rau Cavendish sim

Qhib rau hauv qhov chaw thib peb

Thaum pib ntawm kaum xyoo dhau los ntawm lub xyoo pua XNUMX, tus kws kho mob Askiv Tswv Rayleigh (John William Strutt) txiav txim siab kom raug txiav txim siab qhov ntom ntom ntawm ntau cov pa roj, uas tseem ua rau nws muaj peev xwm txiav txim siab qhov atomic masses ntawm lawv cov ntsiab lus. Rayleigh yog ib tus neeg mob siab rau kev sim, yog li nws tau txais cov pa roj los ntawm ntau qhov chaw los xyuas cov impurities uas ua rau cov txiaj ntsig tsis raug. Nws tswj kom txo tau qhov kev txiav txim siab yuam kev mus rau pua pua ntawm ib feem pua, uas tsawg heev thaum lub sijhawm ntawd. Cov tshuaj ntsuam xyuas tau pom tias ua raws li qhov kev txiav txim siab ceev hauv qhov ntsuas qhov yuam kev. Qhov no tsis ua rau leej twg xav tsis thoob, vim tias cov tshuaj lom neeg muaj pes tsawg leeg tsis nyob ntawm lawv lub hauv paus chiv keeb. Qhov tshwj xeeb yog nitrogen - tsuas yog nws muaj qhov sib txawv nyob ntawm txoj kev tsim khoom. Nitrogen atmospheric (tau los ntawm huab cua tom qab sib cais ntawm oxygen, dej vapor thiab carbon dioxide) yeej ib txwm hnyav dua. tshuaj lom neeg (tau los ntawm decomposition ntawm nws cov tebchaw). Qhov sib txawv, oddly txaus, yog tas li thiab muaj li ntawm 0,1%. Rayleigh, tsis tuaj yeem piav qhia qhov tshwm sim no, tig mus rau lwm tus kws tshawb fawb.

Kev pab muab los ntawm ib tug kws tshuaj William Ramsay. Ob tus kws tshawb fawb tau xaus lus tias qhov kev piav qhia nkaus xwb yog qhov muaj qhov sib xyaw ntawm cov pa hnyav dua hauv cov nitrogen tau los ntawm huab cua. Thaum lawv tuaj hla cov lus piav qhia ntawm Cavendish sim, lawv xav tias lawv nyob ntawm txoj kev yog. Lawv rov ua dua qhov kev sim, lub sijhawm no siv cov cuab yeej siv niaj hnub no, thiab tsis ntev lawv muaj ib qho piv txwv ntawm cov pa roj uas tsis paub txog lawv muaj. Kev tsom xam Spectroscopic tau pom tias nws muaj cais los ntawm cov khoom paub, thiab lwm yam kev tshawb fawb tau pom tias nws muaj nyob hauv cov atoms cais. Txog tam sim no, cov pa roj no tseem tsis tau paub (peb muaj O₂N₂, H₂), yog li ntawd kuj txhais tau tias qhib lub ntsiab tshiab. Rayleigh thiab Ramsay sim ua kom nws argon (Greek = tub nkeeg) hnov ​​​​mob nrog lwm yam tshuaj, tab sis tsis muaj txiaj ntsig. Txhawm rau txiav txim siab qhov kub ntawm nws cov condensation, lawv tig mus rau tib tus neeg hauv ntiaj teb thaum lub sijhawm ntawd uas muaj cov cuab yeej tsim nyog. Nws yog Karol Olszewski: koj puas xav tau ntau tus thwjtim?, xibfwb ntawm chemistry ntawm Jagiellonian University. Olshevsky liquefied thiab solidified argon, thiab kuj txiav txim nws lwm yam lub cev tsis.

Daim ntawv tshaj tawm ntawm Rayleigh thiab Ramsay thaum Lub Yim Hli 1894 ua rau muaj kev cuam tshuam zoo heev. Cov kws tshawb fawb tsis tuaj yeem ntseeg tias ntau tiam neeg ntawm cov kws tshawb fawb tau tsis quav ntsej txog 1% ntawm huab cua, uas muaj nyob rau hauv lub ntiaj teb nyob rau hauv ib qho nyiaj ntau dua, piv txwv li, nyiaj. Kev ntsuam xyuas los ntawm lwm tus tau lees paub tias muaj argon. Qhov kev tshawb pom tau raug suav hais tias yog ib qho kev ua tiav zoo thiab kev vam meej ntawm kev sim ua tib zoo (nws tau hais tias lub caij tshiab tau muab zais rau hauv qhov thib peb thib kaum). Txawm li cas los xij, tsis muaj leej twg xav tias yuav muaj ...

… Ib tsev neeg ntawm cov pa.

Helium pawg (atomic tooj nyob rau sab saum toj, atomic loj nyob rau hauv qab).

Txawm hais tias ua ntej cov huab cua tau raug tshuaj xyuas kom zoo, ib xyoos tom qab, Ramsay tau nyiam nyob rau hauv phau ntawv xov xwm geology uas tau tshaj tawm cov pa roj ntawm uranium ore thaum raug cov kua qaub. Ramsay tau sim dua, tshuaj xyuas cov pa roj nrog lub spectroscope thiab pom cov kab spectral tsis paub. Kev sab laj nrog William Crookes, tus kws tshaj lij hauv spectroscopy, coj mus rau qhov xaus tias nws tau nrhiav ntev ntev hauv ntiaj teb siab zog laser. Tam sim no peb paub tias qhov no yog ib qho ntawm cov khoom lwj ntawm uranium thiab thorium, muaj nyob rau hauv cov ore ntawm cov khoom siv hluav taws xob ntuj. Ramsay rov hais kom Olszewski liquefy cov roj tshiab. Txawm li cas los xij, lub sijhawm no cov cuab yeej tsis muaj peev xwm ua tiav qhov ntsuas kub tsis txaus, thiab cov kua helium tsis tau txais txog thaum xyoo 1908.

Helium kuj tau dhau los ua cov roj monatomic thiab tsis ua haujlwm, zoo li argon. Cov khoom ntawm ob lub ntsiab lus tsis haum rau hauv ib tsev neeg ntawm lub sijhawm teem sijhawm thiab nws tau txiav txim siab los tsim ib pab pawg sib cais rau lawv. [helowce_uklad] Ramsay tau xaus lus tias muaj qhov khoob hauv nws, thiab nrog nws cov npoj yaig Morris Travers pib tshawb fawb ntxiv. Los ntawm distilling kua huab cua, chemists nrhiav tau peb gases ntxiv nyob rau hauv 1898: neon (gr. = new), krypton ua (gr. = skryty)i xenon (Greek = txawv teb chaws). Tag nrho cov ntawm lawv, ua ke nrog helium, yog tam sim no nyob rau hauv cov huab cua nyob rau hauv qhov tsawg kawg nkaus, tsawg tshaj li argon. Cov tshuaj tsis muaj zog ntawm cov ntsiab lus tshiab tau ua rau cov kws tshawb fawb muab lawv lub npe. cov pa roj. 

Tom qab ua tsis tiav qhov kev sim cais tawm ntawm huab cua, lwm qhov helium tau pom los ntawm cov khoom siv hluav taws xob hloov pauv. Hauv xyoo 1900 Frederick Dorn Oraz Andre-Louis Debirne lawv pom qhov tso pa tawm (emanation, raws li lawv hais thaum ntawd) los ntawm radium, uas lawv hu ua radon. Tsis ntev nws tau pom tias cov emanations kuj emit thorium thiab actinium (thoron thiab actinon). Ramsay thiab Frederick Soddy ua pov thawj tias lawv yog ib lub ntsiab lus thiab yog cov roj zoo tom ntej uas lawv muaj npe noj (Latin = kom ci ntsa iab vim cov qauv roj ci ci hauv qhov tsaus ntuj). Xyoo 1923, nithon thaum kawg tau los ua radon, muaj npe tom qab lub isotope nyob ntev tshaj plaws.

Qhov kawg ntawm kev teeb tsa helium uas kaw lub rooj zaum tiag tiag tau txais hauv 2006 ntawm Lavxias teb sab nuclear kuaj hauv Dubna. Lub npe, pom zoo tsuas yog kaum xyoo tom qab, Oganesson, nyob rau hauv Honor ntawm Russia nuclear physicist Yuri Oganesyan. Qhov tsuas yog paub txog lub caij tshiab yog tias nws yog qhov hnyav tshaj plaws paub txog tam sim no thiab tsuas yog ob peb lub nuclei tau txais uas tau nyob rau tsawg dua ib millisecond.

Tshuaj misalliances

Kev ntseeg nyob rau hauv cov tshuaj passivity ntawm helium poob rau xyoo 1962 thaum Neil Bartlett: koj puas xav tau ntau tus thwjtim? nws tau txais ib qho kev sib xyaw ntawm cov qauv Xe [PtF₆]. Cov chemistry ntawm xenon tebchaw niaj hnub no yog qhov dav heev: fluorides, oxides thiab cov kua qaub ntsev ntawm lub caij no paub. Tsis tas li ntawd, lawv yog cov sib txuas mus tas li nyob rau hauv ib txwm muaj. Krypton yog sib dua li xenon, tsim ntau fluorides, ib yam li cov radon hnyav dua (tom kawg lub xov tooj cua ua rau kev tshawb fawb nyuaj dua). Ntawm qhov tod tes, peb lub teeb tshaj plaws - helium, neon thiab argon - tsis muaj cov sib txuas mus tas li.

Cov tshuaj sib xyaw ua ke ntawm noble gases nrog cov neeg koom nrog tsawg dua tuaj yeem muab piv rau cov qub misalliances. Niaj hnub no, lub tswv yim no tsis siv tau lawm, thiab ib qho yuav tsum tsis txhob xav tsis thoob tias ...

Helicopters, ntawm sab laug mus rau sab xis: Tswv Rayleigh (John William Strutt, 1842–1919), Sir William Ramsay (1852–1916) thiab Morris Travers (1872–1961); portrait los ntawm kev sau ntawm University College London.

… aristocrats ua hauj lwm.

Helium yog tau los ntawm kev sib cais cov cua liquefied hauv nitrogen thiab oxygen nroj tsuag. Ntawm qhov tod tes, qhov chaw ntawm helium yog cov pa roj carbon monoxide, uas nws muaj txog li ob peb feem pua ​​​​ntawm cov ntim (hauv Tebchaws Europe, cov nroj tsuag loj tshaj plaws helium ua haujlwm hauv Kuv tawm tsam, hauv Greater Poland Voivodeship). Lawv thawj txoj hauj lwm yog ci hauv cov hlab ntsha luminous. Niaj hnub no, kev tshaj tawm neon tseem nyiam qhov muag, tab sis cov ntaub ntawv helium kuj yog lub hauv paus ntawm qee hom lasers, xws li argon laser uas peb yuav ntsib ntawm kws kho hniav lossis kws kho hniav.

Artist's rendering ntawm Xenon Ion Probe Kaj ntug ze ntawm lub hnub qub Ceres.

Cov tshuaj passivity ntawm helium nroj tsuag yog siv los tsim ib qho chaw uas tiv thaiv oxidation, piv txwv li, thaum vuam hlau los yog sealing khoom noj khoom haus. Helium-filled teeb ua haujlwm ntawm qhov kub siab dua (uas yog, lawv ci ci dua) thiab siv hluav taws xob zoo dua. Feem ntau argon yog siv hauv kev sib xyaw nrog nitrogen, thaum krypton thiab xenon muab cov txiaj ntsig zoo dua. Qhov tseeb siv ntawm xenon yog raws li ib tug propulsion khoom nyob rau hauv ion foob pob ua ntxaij cav, uas yog ntau npaum li cas ntawm cov tshuaj roj cav. Huab cua balloons thiab balloons rau cov menyuam yaus muaj lub teeb helium. Sib xyaw nrog cov pa oxygen, helium yog siv los ntawm cov neeg dhia dej ua haujlwm ntawm qhov tob tob, uas pab kom tsis txhob muaj mob hnyav. Qhov tseem ceeb tshaj plaws ntawm kev siv helium yog kom ua tiav qhov kub qis uas yuav tsum tau ua rau superconductors ua haujlwm.

Oxygen-helium sib tov ua kom muaj kev nyab xeeb dhia dej.