氩是什么？
氩（符号Ar）是元素周期表中的第18号元素，属于稀有气体，位于第3周期、第18族。 空气中第三常见的气体，完全没有兴趣与空气中的任何成分发生反应。 在室温下，它是气态。
背后的故事
氩是什么，以及我们如何发现它
大气中含量第三丰富的气体。完全惰性。
氩的发现
氩的发现与历史
氮的异常现象
氩的发现始于一个令人费解的差异，这个差异困扰了科学家一个多世纪。1785年，Henry Cavendish（1731-1810）——这位特立独行的英国贵族和科学家——在克拉彭公地的私人实验室里进行了一项非凡的实验。他用电火花使大气中的氮与氧结合，注意到有一个微小的气泡——大约是原体积的1/120——始终拒绝发生反应。
Cavendish在笔记本中写道：“如果我们的大气中有任何一部分燃素化空气[氮]不同于其余部分，且不能还原为亚硝酸，那么我们可以有把握地断定，它不超过整体的1/120。”这一预言般的观察被埋藏在《皇家学会哲学汇刊》中，沉寂了一个多世纪。
Rayleigh勋爵坚持不懈的精密测量
John William Strutt，第三代Rayleigh男爵（1842-1919）在19世纪90年代的剑桥实验室里，面对着一个令人抓狂的矛盾。在尝试以前所未有的精度验证原子量时，他发现，从空气中提取的氮气密度始终为每升2.310克，而由化合物制得的氮气密度只有每升2.297克。
这一0.013克的差异——不到0.6%——很可能会被大多数科学家视为实验误差而忽略。但Rayleigh对细节有着近乎执着的关注，他在三年间将测量重复了几十次。他尝试了不同来源：一氧化氮中的氮、氧化亚氮中的氮、铵化合物中的氮——结果都得出较轻的重量。只有大气中的氮始终异常地重。
Rayleigh感到十分沮丧，于1892年9月29日在《Nature》杂志上发表了一封信：“关于氮的密度，我最近得到的一些结果让我深感困惑；如果贵刊的化学读者中有人能对其原因提出建议，我将不胜感激。”
William Ramsay的化学天才
伦敦大学学院才华横溢的苏格兰化学家Sir William Ramsay（1852-1916）饶有兴趣地读到了Rayleigh的信。Ramsay最近刚从陆地矿物中发现氦，具备能够补充Rayleigh物理测量工作的化学专业知识。
1894年初，Ramsay采用另一种方法开始进行平行实验。他没有从空气中除去氧和水蒸气，而是试图直接除去氮本身，留下可能存在的其他物质。他使用灼热的镁吸收氮（3Mg + N₂ → Mg₃N₂），逐渐消耗掉空气样品中的全部氮。
经过数周细致的工作，仍有一种持久存在的残余气体——约占原体积的1%。这种气体拒绝与Ramsay尝试的任何化学试剂发生反应：钠、钾、磷，或最强的酸和碱。
合作带来的突破
意识到他们正在研究同一现象后，Rayleigh和Ramsay于1894年4月开始合作。他们各自的专长——Rayleigh的精密测量和Ramsay的化学合成——结合起来所向披靡。
他们在通过频繁书信和电报联系的平行实验室中工作，分离出了这种神秘气体的纯样品。Rayleigh测量了它的密度：比氢重19.9倍，而氮为14.0倍。Ramsay测定了它的光谱：与任何已知元素都完全不同，呈现出此前从未观察到的明亮红线和绿线。
这种气体在化学上完全惰性——根本不形成任何化合物，违背了当时关于化学键的理论。Ramsay尝试用所有已知方法强迫它发生反应：放电、极端温度、强氧化剂，甚至氟气。没有任何方法奏效。
为这个“懒惰”的元素命名
1894年8月13日，在牛津举行的英国科学促进会会议上，Rayleigh和Ramsay共同宣布了他们的发现。他们提议采用“argon”这一名称，源自希腊语“argos”，意为“懒惰”或“不活跃”，指的是它完全的化学惰性。
这一宣布立即引发争议。Dmitri Mendeleev（1834-1907）——元素周期表的创建者——起初拒绝接受氩的存在，认为没有任何元素能够完全惰性。这一发现挑战了关于原子成键的基本假设，并要求扩展元素周期表，以容纳稀有气体。
验证与认可
随着其他科学家重复这些实验，怀疑逐渐消散。Moissan尝试用氟迫使氩发生反应，但以彻底失败告终，证实了氩的惰性。William Crookes的光谱分析揭示了氩独特的原子特征。
1895年，皇家学会授予Rayleigh和Ramsay享有盛誉的Davy奖章。Rayleigh因“对最重要气体密度的研究”获得1904年诺贝尔物理学奖，而Ramsay因“发现空气中的惰性气态元素”获得1904年诺贝尔化学奖。
稀有气体家族的开启
氩的发现揭示了一个全新的元素家族，使化学发生了革命性变化。随后，Ramsay又发现了氦（1895年）、氖（1898年）、氪（1898年）和氙（1898年），建立了稀有气体族。
这项工作迫使人们彻底修订元素周期表，增加了第18族（原第0族），并证明Mendeleev的体系能够容纳完全出乎意料的元素。这一发现还验证了精密测量的力量——0.6%的密度差异，最终带来了关于原子结构的基础性发现。
工业发展
20世纪初，随着空气液化技术的发展，商业化氩生产开始了。Carl von Linde（1842-1934）的空气分离厂最初是为生产氧而设计的，后来经过改造，能够将氩作为有价值的副产品提取出来。
Georges Claude（1870-1960）开创了氩的工业应用，将氩用于早期电灯，并为现代工业气体行业奠定了基础。到1930年，L'Air Liquide和Linde等公司每年生产数千吨氩，用于新兴的焊接和冶金应用。