空気の中に窒素や酸素以外に別の種類の原子が混じっているかも知れない，ということは，イギリスのキャベンディシュという貴族が１８世紀に調べていました．キャベンディシュは，空気の中で電気火花を飛ばして酸素と窒素を化合させると，全体の１／１２５だけ，それ以上は化合しない気体が残ることを見つけました．しかし，キャベンディシュは，人に会うことがとても嫌いな人物だったので，彼の実験結果は亡くなってから公表され，このことが大発見であることは，すぐには気づかれませんでした．
キャベンディシュの実験から１００年以上たった１８９２年，レイリーという科学者が，空気の中から取り出した窒素と，アンモニアという窒素原子を含む物質をこわして取り出した窒素について，それぞれの重さを精密に測ってみました．すると，空気の中から取り出した窒素の方が，約１／１０００ほど重いことに気づきました．別の方法で取り出した窒素の重さが違うのはおかしなことでした．
この結果を聞いたウィリアム・ラムゼーという科学者が，キャベンディシュの実験を思い出しました．ラムゼーは，もしかすると空気の中に窒素より重さが重い未知の物質が混じっているのではないか，と考えました．そこで，彼はマグネシウムという物質と空気の中から取り出した窒素とを完全に反応させ，残った気体を集めて，クルックスという科学者に送りました．
クルックスは，ガラス管の中を真空に近くして，中にいろいろな種類の原子を入れ，高電圧で光らせる，という実験をしていました．この光を分析すると，違う原子では光の性質が異なっていることが分っていたのです．ラムゼーから送られた物質を高電圧で光らせると，これまで地球上で知られていたどの物質とも違う光を出しました．１８９４年に，ラムゼーとレイリーは，この原子をアルゴンと名づけ，共同で発表しました．身近でとてもよく調べられている空気の中に，これまで知られていなかった新しい種類の原子が入っていたので，科学者たちはとても驚きました．しかも，水をのぞくと，空気の中で窒素，酸素に次いで，３番目に多い分子だったのです．
この新しい種類の原子は，他の種類の原子と化合する性質がなく，空気の中で１つの原子で１つの分子となっていることが分りました．このような性質の分子を単原子分子と呼びます．単原子分子のなかまは，アルゴンが発見されるまでいっさい知られていなかったので，誰もそのような原子が空気の中に含まれていることに気づかなかったのです．実験データをよく調べて考えたラムゼーの鋭い頭脳の勝利と言えるでしょう．一度，このような性質の原子の存在が明らかになると，この後，同じ性質を持つ別の種類の原子が次々に発見されてゆきました．この成果により，１９０４年に，ラムゼーはノーベル化学賞を，レイリーはノーベル物理学賞を受賞しました．