最先发现铯和铷的化学家

更新于 2026年10月13日 版权声明

最先发现铯和铷的化学家

1811年3月31日,罗伯特·威廉·本生出生在德国的哥廷根。他家是书香门第,父亲查里斯恩·本生是哥廷根大学图书馆馆长、语言学教授,母亲也有很好的文化素养,是一位学识渊博的高级职员的女儿。本生有兄弟4人,他排行第四。本生从小受到良好的教育,小学和中学都是在哥廷根读的,成绩优异,后来转到霍茨明登读大学预科,1828年预科毕业后回哥廷根上大学。他在大学学习了化学、物理学、矿物学和数学等课程。他的化学教师是著名化学家斯特罗迈尔,是化学元素镉的发现人。1830年,本生以一篇物理学方面的论文获得了博士学位。

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化学家本生

19世纪初,化学家运用电解新技术发现了一系列过去没法还原的活泼金属——钠、钾、镁、钙、锶、钡。并用钠、钾等活泼金属去还原非金属化合物,发现了新的非金属——硼和硅。到了19世纪中叶,虽然化学分析这门科学年年都有进步,使用的天平越来越精密,但在漫长一段时间里,并没有发现新元素。同前一阶段借助于电解法一样,还是在物理学的研究成果的配合和帮助下,才又发现了一些新元素,不过这次帮忙的不是电,而是光。

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三棱镜

这时,化学家本生和物理学家基尔霍夫,把学识、技能结合在一起,得出了十分惊人的发现。1860年,本生和基尔霍夫发明了分光器。这是一种具有平行光管或金属管的光学仪器,管的一端装透镜,另一端留一细缝,其位置正好在透镜的焦点上,用来接收由白热的检验物上所射来的光线。管子架在一个能旋转的台座上。台座中央装有三棱镜,接受透镜射来的平行光线,往一旁折射,形成光谱(三棱镜被盒子罩着)。最后连接一架望远镜,用来观察棱镜所形成的光谱。

实验开始了,他们用窗帘遮好窗户,在平行光管的细缝前面,放盏点着的本生灯。基尔霍夫在望远镜中只能看到一点极微弱的光。当本生用一根白金丝沾了一小粒纯食盐,送进灯焰里,灯焰立刻变成了明亮的黄色。基尔霍夫见了就把眼睛凑到望远镜上。

“我看见2条黄线并排在一起,此外什么也没有了。背景是黑色的。黑色背景上有2条黄黄的空隙。”他说。(https://www.daowen.com)

本生依次向火焰里送进了碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠和许多种别的钠盐,它们所生的光谱,全都是黑色背景上出现2条明亮的黄线,这2条黄线永远出现在同一位置上。当把钾盐送进火焰时,灯焰被染成了鲜嫩的淡紫色。基尔霍夫在望远镜中看到黑暗的背景上,有1条紫线和1条红线,两条谱线当中的光谱差不多是连成一片的,上面一条明亮线条也没有。所有的锂盐都产生1条明亮的红线和1条较暗的橙线。所有锶盐的光谱上,都有1条明亮的蓝线和几条暗红线。

总之,每一种元素都有它特有的谱线。这是由于每一种元素的白热蒸气都能产生一定不变的几种颜色光线,而三棱镜就把这些光线分别折射到它们各自的一定位置上。

当本生用白金丝沾了几粒混和物(钠、钾、锂、锶盐)送进火焰,火焰染上了明亮的黄色(这是钠的颜色盖过了所有别的物质的颜色)。可是在分光镜里,所有的明亮谱线,条条都在自己的位置上独立地放光,没有一种颜色能把别的颜色掩盖掉。本生和基尔霍夫已经创造了一种对物质进行化学研究的新方法——光谱分析术。

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分光镜

分光镜这种仪器,灵敏度极高。对于钠,只要重量在1毫克的三百万分之一左右,就足够叫灯焰向分光镜里送黄光了。1毫克的三百万分之一,你想得出是多少吗?假如一杯蒸馏水里溶解了1克那么重的一小撮食盐,你把这杯溶液倒进一只容量约为5升的小桶里,加满清水,使它稀释。再从这个桶里舀出一杯,倒进一只容量约为50升的大桶里,加满清水,再使它稀释。搅匀以后,从这里取出一小滴来。这一小滴所含的钠盐,就大约是1毫克的三百万分之一。

他们俩利用分光镜找起新元素来。1860年的一天,本生研究杜尔汉矿泉水的时候,发现了几条陌生的浅蓝色谱线。因为怕搞错,本生马上跑去翻阅自己和基尔霍夫所画的那本彩色的光谱图表。可是图表上没有这种记录,任何一种元素也没有这么2条蓝色潜线出现在这个位置上。这就是说,这里有了新元素。本生决定给这种新元素起名叫铯,铯的原文就是“天蓝”的意思。

本生通过一家制造苏打的化工厂,处理了44000升的矿泉水,但只提出了纯净的铯盐7克。在提取的过程中,还发现了另外一种元素叫做铷。铷的原文是“暗红”的意思,因为铷的谱线中有着几条暗红线。

人们在进一步研究光谱技术的过程中,又发现了铊、铟、氦等新元素。

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