氩是什么？
氩（符号Ar）是元素周期表中的第18号元素，属于3周期18族的稀有气体。 空气中第三常见的气体，而且完全不愿与空气中的任何成分发生反应。 在室温下为气态。
背后的故事
氩是什么，以及我们如何发现它
大气中含量第三高的气体。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）——这位古怪的英国贵族和科学家——在他位于Clapham Common的私人实验室中进行了一项非凡的实验。他利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——大约只有原体积的1/120——始终拒绝发生反应。
Cavendish在笔记本中写道：“如果我们大气中的燃素化空气［氮］有任何部分不同于其余部分，且无法还原为亚硝酸，那么我们可以有把握地断定，它不超过整体的1/120。”这一预言性的观察记录发表在《皇家学会哲学学报》中，却沉寂了一个多世纪。
Lord Rayleigh坚持不懈的精确测量
John William Strutt，第三代Rayleigh男爵（1842-1919）在19世纪90年代于剑桥实验室中面对着一个令人抓狂的矛盾。当他试图以前所未有的精度验证原子量时，发现从空气中提取的氮的密度始终为2.310克每升，而由化合物制得的氮的密度只有2.297克每升。
这0.013克的差异——不到0.6%——通常会被大多数科学家视为实验误差而忽略。但Rayleigh极其注重细节，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、二氧化氮中的氮、铵化合物中的氮——结果都显示出较轻的质量。只有大气中的氮始终偏重。
Rayleigh十分困惑，于1892年9月29日在《Nature》杂志上发表了一封信：“我对最近关于氮密度的一些结果深感困惑，如果贵刊的化学读者能够就其原因提出建议，我将不胜感激。”
William Ramsay的化学天才
Sir William Ramsay（1852-1916）是伦敦大学学院一位杰出的苏格兰化学家。他对Rayleigh的信产生了浓厚兴趣。由于最近刚从陆地矿物中发现了氦，Ramsay拥有能够补充Rayleigh物理测量工作的化学专长。
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。他用炽热的镁吸收氮（3Mg + N₂ → Mg₃N₂），逐渐消耗掉空气样品中的全部氮。
经过数周的细致工作后，仍有持久的残余物留下——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，或最强烈的酸和碱。
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的精确测量和Ramsay的化学合成——结合起来，展现出无可阻挡的力量。
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测定了它的密度：是氢的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尝试使用所有已知方法迫使它发生反应：放电、极端温度、强氧化剂，甚至氟气。没有任何方法奏效。
为“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。他们提议将其命名为“argon”，源自希腊语“argos”，意为“懒惰”或“不活泼”，指的是它完全的化学惰性。
这一宣布立即引发争议。元素周期表的创立者Dmitri Mendeleev（1834-1907）起初拒绝接受氩的存在，认为不可能有完全惰性的元素。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，怀疑逐渐消除。Moissan试图用氟迫使氩发生反应，但彻底失败，从而证实了氩的惰性。William Crookes的光谱分析揭示了氩独特的原子特征。
皇家学会于1895年授予Rayleigh和Ramsay享有盛誉的戴维奖章。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则因“发现空气中的惰性气态元素”获得1904年诺贝尔化学奖。
开启稀有气体家族
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发现了氦（1895年）、氖（1898年）、氪（1898年）和氙（1898年），确立了稀有气体族。
这项工作迫使人们彻底修订元素周期表，加入第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确测量的力量——0.6%的密度差异最终促成了关于原子结构的重大突破。
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）的空气分离工厂最初是为生产氧而设计的，后来经过改造，能够提取氩这一有价值的副产品。
Georges Claude（1870-1960）开创了氩的工业应用，将其用于早期电照明，并为现代工业气体产业奠定了基础。到1930年，L'Air Liquide和Linde等公司已经每年生产数千吨氩，用于新兴的焊接和冶金应用。