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门捷列夫发现元素周期律以后，曾科学地预言未知元素达15种以上。因此，根据周期律的法则，他把尚未发现的元素都留下“空格”，如同一位天才建筑师，门捷列夫在建造这座“元素大楼”时，已为未来的客人预备了一个又一个房间。
在元素周期律指导下，科学家有目标地寻觅隐藏的化学元素，新元素接二连三地被发现，新客人纷纷对号入座住进大楼各个房间。然而，在这座“元素大楼”里，门捷列夫没有给惰性气体专门设计出房间位置。我们不能责怪建筑师的疏忽，究其原因，当时科学家们都坚信空气中再也不会有新成分了。
惰性气体元素有着“清高”而“懒惰”的怪脾气，孤芳自赏极不愿意同其他元素化合，所以化学家称它为“贵族元素”。那么，深藏闺阁的惰性气体元素是怎样被发现的呢？
1868年8月，法国天文学家让桑不远万里来到印度， 观察日全食对太阳作光谱分析，但分析结果令他感到惊奇，原来在太阳的光谱中发现一条从未见过的黄色谱线。因为每一种化学元素都有固定的谱线，反之，每一类谱线也都对应着一种元素。让桑阅览资料，发现地球上的已知元素都不具有这种谱线。于是，这位著名的天文学家就把这种谱线叫“太阳元素”。不久，英国天文学家洛克尔用分光镜在太阳光谱中也观察到这种“太阳元素”的谱线，同样也感到诧异不解，天文学家束手无策最终抛出难题留给物理学家去解释。
德国物理学教授基尔霍夫当时可谓是世界上首届一指的光谱专家，他端详着杂志上光谱照片，思索自己记录过的所有光谱表，仍百思不得其解。黄色谱线究竟是什么元素成了一个不解的悬谜。
1892年9月， 英国《自然》杂志上刊登了剑桥大学瑞利教授一封求授信，信的大意是；我最近多次用两种实验方法制取氮气，但它们密度总不一样，为什么同一物质在相同的条件下，却有两种不同的密度？殷切期望我的同行或读者能指出这一奇怪现象的原因……瑞利教授测定氮气密度，采用让空气通过烧得红热的装满铜屑的管子，使空气中氧气与铜作用而得到剩余的氮气，密度为每升1.2572克；第二个方法，他又让氨气通过赤热的氧化铜管制取氮气，氮气密度每升重1.2510克，两者仅差0.0062克。
英国化学家拉姆赛通过测定氮的密度实验比较，结果与瑞利教授的实验数值相近。1894年4月，在伦敦科学会议上， 两位科学家走到了一起，决定合作探索氮气密度重量之谜。此刻在场的物理学家杜瓦向他们推荐了109 年前化学家卡文迪许发表在皇家学会年报上的一篇论文《关于空气的实验》。请注意，被誉为科学怪人的这篇论文对下一阶段展开科学实验起了关键作用。
通过对用不同方法制取氮气进行考查，在卡文迪许这篇论文的启示下，拉姆赛和瑞利共同设计了一个新的实验：让干燥的空气通过赤热的试验管，除去氧气进入储气瓶，再通过五氧化二磷除去水分后，用碱石灰吸收二氧化碳，余下的氮气让其通过装有镁粉的瓷管吸收，结果还有八十分之一的气体未被吸收。拉姆赛和瑞利对余下的气体进行分析，测定它的密度比氮气重1.5倍，比氢气重14.88倍，然后把气体封进玻璃管，接上电极，通过高电压看到了淡蓝色的闪烁。他们把从空气中得来的氮进行了光谱分析，发现除了氮的普线以外，还有橙、绿两条谱线，并和其他元素也对不上号。至此，拉姆赛和瑞利意识到已发现了一种新元素。
由于新发现这个元素性质极不活动，不跟任何元素和物质作用，故取名为“氩”——希腊文“懒惰”的意思。瑞利和拉姆赛从空气密度千分之六的极微量差别中，明察秋毫发现新化学元素的消息传开后，令科学界大为震惊。1895年2月，拉姆赛接到朋友享利梅斯一封信， 通报了一个信息，钇铀矿和硫酸反应会生成一种气泡，气泡不能助燃，也不能自燃，猜疑很可能是“氩”。
拉姆赛接受了这位化学家朋友的建议，决定进行试验，他吩咐助手去采购钇铀矿石，同时针对惰性气体的特点总结经验，对提纯气体采用了一套新方法，此法可以除去任何混杂在气体中的杂质。岂料，经过周密的策划，展开充分前期准备的试验，结果出现了种豆得瓜戏剧性的一幕。提纯得到的气体放在分光计上测定，其光谱竟与天文学家让桑和洛克尔观察日蚀时发现的“太阳元素”相同。拉姆赛陷入了困惑的沉思，难道地球上也有号称惟有太阳上才有的元素？他把气体样品送到光谱学权威克鲁克斯处，请他鉴定，结果证实拉姆赛送来的样品就是躲藏了27年的“太阳元素”。新元素命名为“氦”——“太阳”的意思。
“氦”的发现启发了拉姆赛，在空气中会否还存在其他“贵族元素”？与惰性气体打交道也摸透了它的性格，若不施巧计，这些家伙是不易“擒拿归案”的。为此，他不断改进自己的分离空气法，设计试验方案。
1898年5月，拉姆赛采用从液态空气中进行分馏把氮和氧除去的新办法，从十分珍贵的液态空气中分离出25毫升的气体，经光谱分析“氦”没有找到却出现一种新谱线，拉姆赛把新元素定名为“氪”——“隐藏”的意思。他乘胜追击，继续试验，将液体气体一点点蒸发分馏，然后逐次抽样，在分光镜检查中，捕捉到另一个元素，被定名为“氖”——“新出现”的意思。
拉姆赛没有止步，继续深入研究工作。同年6月，他再次向汉普松发出提供液态空气的救援信，获得了上百升液态空气，经过认真地分馏，7月12日又一个新的惰性气体被逮住了，新元素被命名为“氙”——“陌生”的意思。
拉姆赛以科学方法为指导，发扬创新精神，用高超的实验技巧，在短短的时间里创造“连克三城”的奇迹。根据元素有自己的规律，形成完整和严密体系的原则，拉姆赛立下宏愿，要把最后一个“贵族元素”找到。
拉姆赛原以为这个神秘的惰性气体也隐藏在空气中，花了九牛二虎之力探寻，可是非常遗憾，“空中隐士”依然毫无踪影。1900年，英国物理学家卢瑟福在研究钍的放射性时，发现钍不但放出射线，同时还产生一种放射性气体。为了弄个水落石出，卢瑟福把收集到的仅0.1毫升气体送到拉姆赛实验室，才出现新的转机。
拉姆赛又踏上了艰辛的科学探索征途，对这种放射性气体进行了深入地研究。直到1908年证实这种能发光的放射性气体也是一种新的惰性元素。拉姆赛给它取名niton——“发光”的意思（后在1923 年国际化学会改名为“氡”——“镭放射出来的气体”）。
为确定这种元素的原子量，拉姆赛特地设计了一台灵敏度高达0.5微克的精密天平，在很远处设自动控制装置来加减十分微小的砝码，并架起高倍望远镜来观察天平指针的摆动。经过反复探索，巧妙地称出放射性惰性气体元素重量，以此计算出其原子量为222， 这是化学史上测定元素原子量的一项新创举。
惰性家族的氦、氖、氩、氪、氙、氡六个“贵族元素”的发现，使1869年俄国化学家门捷列夫公布的元素周期律受到挑战。惰性气体元素在哪里安家落户呢？拉姆赛又孜孜不倦地进行了研究，并在这个棘手问题上表现出惊人的洞察力。1894年5月24日， 拉姆赛给瑞利的信中提出：您可曾想到，在周期表的最末的地方，实际上应该说还是有空位的。后来拉姆赛进一步认为，惰性气体应该作为一整族元素插入周期表中。门捷列夫尊重实践，在化学元素周期表中，即非金属元素向金属元素过渡的之间，增加了新的一族。
拉姆赛1852年10月出身于化学世家，19岁时曾因合成硝基苯甲酸衍生物成功，获得博士学位，28岁时成为当时英国最年轻的教授，在惰性气体的发现以及确定它们在元素周期表中位置的研究中作出了卓越的贡献，荣获1904年诺贝尔化学奖。
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