氩是一种稀有气体元素，元素符号Ar。氩是单原子分子，单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个，也是最早发现的稀有气体。1894年8月13日，英国化学家拉姆塞和瑞利在一次会议报告上发现了一种性质奇特的新元素。这种元素以气体状态存在，对于任何最活泼的物质它都无动于衷，不与之反应，因此，人们给它取名叫氩，意思是“懒惰”。
“一切科学上的最伟大的发现，几乎都来自精确的量度”，这是英国著名化学家瑞利的一句名言，他一生中花费了大量的精力去从事精确的实验测量，以进行严格的定量研究。通过无比精确的试验，瑞利发现了隐藏在空气中的“隐者”——氩元素。
英国化学家瑞利
把全部的时间贡献给科学
瑞利原名约翰·威廉·特斯拉特，1842年11月12日出生于英国埃塞克斯郡莫尔登的朗弗德林园的一个贵族家庭。瑞利童年时期体弱多病，经常因为生病而暂停学业，大部分时间都是住在学校的疗养院中，医生甚至说瑞利要活到中年都很困难。但是坚强的瑞利跌跌撞撞地走过了坎坷的求生和求学之路，终于在1861年进入剑桥大学的三一学院攻读数学专业。
刚开始他的学习成绩比不上班上学习最好的同学，但是不久后他那突出的天赋就使他远超同龄人。1865年他通过了高年级的数学学位考试，第二年就获得了三一学院的教师资格。后来他的父亲去世，他继承了大量家产，但是他却坚决把财富都交给了他的弟弟，义无反顾地把全部的时间贡献给科学。
1879年，伟大的电磁学之父麦克斯韦逝世，瑞利被任命继承麦克斯韦担任剑桥大学卡文迪许实验室教授，从此追求极致精确的瑞利便有了足够精确的科研设备去挑战最前沿的科学问题，发现了第一个稀有气体元素——氦。
早期的卡文迪许实验室
千分位之差推翻普劳特假说
自18世纪后半期发现氮气和氧气以来，人们对空气的组成进行了无数次的分析测定，普遍认为对于空气的成分已经了如指掌，无须再进行研究了。19世纪初，英国化学家普劳特提出了“普劳特假说”，他表示各种气体的密度精确值一定是氢气密度的整数倍，因此氢原子是各种元素的“元粒子”。当时的科学界对“普劳特假说”普遍持怀疑态度，只有英国科学圈坚持相信，但是却没有人用精确的试验去验证或者反驳普劳特。这时一向崇尚精确的瑞利坐不住了，他心想：“如果连‘普劳特假说’都证实不了，那么化学家使用的原子量都是不准确的，定量分析还有什么意义呢？”于是身为英国科学派的他决定好好利用强大的卡文迪许实验室，对“普劳特假说”进行验证！
如今的卡文迪许实验室
瑞利首先称了最轻的氢气，然后是氧气，他通过加热高锰酸钾、氯酸钾和电解水三种方法得到氧气，互相验证。经过十年的测定，他惊讶地发现氢和氧的原子量之比实际上不是1:16，而是1:15.882，这实则是反驳了“普劳特假说”，刚开始明明是要验证，结果却变成了反驳，但是瑞利坚持相信自己的精确，也开始对“普劳特假说”持反对态度。
空气中稀有气体的总含量为0.94%，而氩气就占了0.93%
当时化学界普遍认为空气中的成分就是氧气、氮气、二氧化碳和微量的水蒸气。瑞利将空气通过红热的铜片去除氧气，再通过苛性钠溶液除去二氧化碳，最后通过浓硫酸除去水蒸气，这样就得到了“纯净的氮气”。经过他精确的测量，这剩下的气体密度为1.2572克/立方厘米，是氢气的13.984倍，这又再一次说明“普劳特假说”是错误的。
然而瑞利是一个特别严谨的人，他又通过另外一种方法来制取氮气，试图验证第一次的结果。他把氨气和氧气通过红热的铜丝生成氮气和水蒸气，再把产生的气体通过浓硫酸吸收水蒸气和多余的氨气，于是就得到了纯净的氮气。他小心地测试了这种方式制备出来氮气的密度，结果是1.2505克/立方厘米，跟之前空气中得到的氮气密度相差了5‰。追求极致精确的瑞利又重复了很多次实验，结果都是一样，两者就是相差了5‰。
发现氩元素
瑞利又将矛头指向了其他氮元素，陆陆续续从尿素、笑气和一氧化氮中制取纯净的氮气，结果测试出来的密度都和从氨气中得到的氮气密度一致，而空气中得到的氮气无论如何处理，最后总要更重一些。因此得到一个结论，空气里的氮不是单一的，其中约有1/120的气体与氮的性质不同，可见空气中的氮是两种物质的混合物。
现如今一般使用液态分离技术制取氩气
于是瑞利采用卡文迪许所使用的电火花作用下氮与氧化合再用碱吸收的方法，到1894年夏末，他制取了0.5立方厘米的这种气体。他的好朋友拉姆塞在征得瑞利同意后，采用将空气通过一系列化学吸收器的方法，将CO2、O2、水蒸气一一提走，对于剩余的气体，他采用炽热的镁来吸收它，将剩余气体反复通过炽热的镁屑从而消耗掉其中的氮气。他花了整整一个夏天的功夫，得到了大约100立方厘米相同气体。
瑞利和拉姆塞
他们此时面对着同一个问题，这种未知气体究竟是什么物质，这个时候分光镜就派上用场了，他们将这种气体放入分光镜中，通电之后，管子里面发出一阵冷光，窥镜里面出现了红线、绿线和其他颜色的谱线，这些谱线的位置跟之前任何一种元素的谱线都不同，毫无疑问，一种新的化学元素被他们发现了！
瑞利和拉姆塞进行分光试验
1894年8月13日，正值英国科学协会在牛津开会，瑞利和拉姆塞赶到牛津，以两人名义在大会宣布：在空气中存有含量约占1％的一种惰性气体，无论是加热、加压、利用电火花或使用催化剂，它与任何活泼元素氟、氯、氧、硫、碳以及各种金属都不发生反应。于是英国科学协会主席马登提议，使用希腊文中的“懒惰”来命名它，英文名为Argon——氩。
氩气激发后发光
1904年，瑞利和拉姆塞因发现氩元素而获得诺贝尔物理学奖和诺贝尔化学奖，瑞利获得物理学奖是因为他是根据物理研究发现氩元素的，这种研究方法的巧妙和精细在物理史上十分罕见，并为其他惰性气体的发现奠定了基础。
来源：“术语中国”公众号