История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2

Стало известно, что выделенный газ почти в полтора раза тяжелее азота и составляет 1/80 часть объема воздуха. При помощи акустических измерений Рамзай установил, что молекула нового газа является одноатомной. Это был нетривиальный научный факт — до этого подобные газы в устойчивом состоянии не встречались. Отсюда был сделан важный вывод: новый газ представляет собой не сложное химическое соединение, а простое вещество.

Много сил и времени британские ученые затратили на изучение реакционной способности нового вещества по отношению к различным химически активным реагентам. В результате экспериментов они пришли к выводу, что выделенный газ химически совершенно инертен. Это было ошеломляющим известием — до той поры не было известно ни одного вещества с подобными свойствами.

Важную роль в изучении нового газа сыграл спектральный анализ. Спектр выделенного из воздуха газа с его характерными оранжевыми, синими и зелеными линиями резко отличался от спектров уже известных газов. Уильям Крукс (см. т. 2, глава 5, п. 5.2.1), один из виднейших спектроскопистов того времени, насчитал в его спектре почти 200 линий. Спустя несколько лет удалось выяснить, что Рамзай и Рэлей держали в своих руках не одного загадочного незнакомца, а нескольких —

целое семейство благородных газов.

7 августа 1894 г. в Оксфорде, на собрании Британской ассоциации физиков, химиков и естествоиспытателей, было сделано сообщение об открытии нового элемента. В своем докладе Рэлей утверждал, что в каждом кубическом метре воздуха присутствует около 15 г открытого газа (1,288 масс.%). Удивительным был тот факт, что несколько поколений ученых не заметили составной части воздуха, да еще и в количестве целого процента! По предложению председателя заседания, на котором был сделан доклад об открытии нового элемента, было решено присвоить этому газу имя «аргон» (от др.-греч. αργος — ленивый, медленный, неактивный). Это название подчеркивало важнейшее свойство элемента — его химическую пассивность.

В считанные дни десятки естествоиспытателей из разных стран проверили опыты Рамзая и Рэлея. Последние сомнения были развеяны: воздух содержит аргон. Через 10 лет, в 1904 году, Рэлей за исследования плотностей наиболее распространенных газов и открытие аргона получил Нобелевскую премию по физике, а Рамзай за открытие в атмосфере различных инертных газов — Нобелевскую премию по химии.

Когда определили, что атомная масса аргона (A_r = 39,948) чуть меньше 40, стало ясно, что вновь открытый элемент должен располагаться поблизости от таких элементов, как сера (A_r

= 32,064), хлор (A_r = 35,453), калий (A_r = 39,102) и кальций (A_r = 40,08).

В августе 1868 г. французский астроном Пьер Жюль Сезар Жансен,

находясь в Индии в составе экспедиции по наблюдению полного затмения Солнца, при анализе полученной им спектрограммы солнечной короны обнаружил яркую желтую линию, которая не совпадала с известными фраунгоферовыми линиями D₁ и D₂ характерными для натрия. Все попытки воспроизвести эту линию (позже ей было присвоено название D₃) в лабораторных условиях не увенчались успехом.

По-видимому, П. Жансен первым отметил, что солнечные протуберанцы состоят из газов. Несколько позже В. Райс высказал мысль, что раскаленный газ, излучающий желтую линию D_v

входит, как и водород, в состав солнечной атмосферы.

В октябре 1869 г. английский астрофизик Джозеф Норман Локьер совместно с профессором Манчестерского университета Э. Франклендом (см. т. 1, глава 9, п. 9.6) также наблюдал протуберанцы при дневном свете, используя спектроскоп собственной конструкции. Подобно П. Жансену, английский ученый убедился в существовании в солнечном спектре необычайно яркой желтой линии. Он сделал предположение, что эта линия может быть приписана «некоему веществу, существующему при более высоких температурах, и более легкому, чем вещества с ним смешанные»^{300}. Несколько позже Дж. Локьер уже более определенно заявил: «X — новый элемент, соответствующий линии «вблизи D)», находится между водородом и магнием». Поскольку линия не принадлежала ни одному из известных на Земле элементов, он высказал гипотезу, что в Солнечной короне присутствует неизвестный элемент гелий (др.-греч ηλιος — Солнце).

Долгое время было неясно, что представляет собой новый «солнечный элемент». Сам Дж. Локьер склонялся к мысли, что гелий представляет собой «первичную материю» и входит в состав всех химических элементов^{301}. На протяжении практически четверти века гелий считали гипотетическим элементом, существование которого связывали только с Солнцем.