Аргон

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Аргон (Ar)
Атомний номер18
Зовнішній вигляд простої речовиниінертний газ, без кольору і запаху
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)39,948 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома71 пм
Енергія іонізації (перший електрон)1519,6(15,75) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація[Ne] 3s2 3p6
Хімічні властивості
Ковалентний радіус98 пм
Радіус іонаn/a пм
Електронегативність (за Полінгом)0,0
Електродний потенціал0
Ступені окисненняn/a
Термодинамічні властивості
Густина0,0017837 г/см³
Молярна теплоємність0,138 Дж/(К·моль)
Теплопровідність0,0177 Вт/(м·К)
Температура плавлення83,8 К
Теплота плавлення1,18 кДж/моль
Температура кипіння87,3 К
Теплота випаровування6,52 кДж/моль
Молярний об'єм24,2 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґраткикубічна гранецентрована
Період ґратки5,260 Å
Відношення с/аn/a
Температура Дебая85,00 К
Інші властовості
Критична точкан/д
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
CMNS: Аргон у Вікісховищі

Арго́н, Арґон[1] (Ar) — хімічний елемент з атомним номером 18, а також його проста речовина, інертний газ, без кольору і запаху. Вважається, що він не вступає в реакції з іншими елементами, проте нещодавно встановлено, що він може з'єднуватися з фторидом бору[джерело?]. Міститься в атмосфері Землі (1 %).

(Argon; грец. αργος— недіяльний) Ar — хімічний елемент 18 групи періодичної системи хімічних елементів[2], один з інертних газів. Порядковий номер 18, атомна маса 39,944. Природний аргон складається з ізотопів 36Ar (0,337 %). 38Ar (0,063 %), 40Ar (99,600 %); штучно одержано радіоактивні ізотопи усіх мас від 30Ar до 53Ar.

Аргон — безколірний, молекули його одноатомні; t°кип. — 185,83 °C, t°плав.— 189,3 °C, критична температура — 122,4 °C; критичний тиск — 48 атм. В природі аргон зустрічається лише у вільному стані і становить 0,933 % (за об'ємом) повітря, з якого вперше його виділили у 1894 році У. Рамзай і Дж. Релей. У промисловості аргон добувають фракціонуванням рідкого повітря.

Історія

[ред. | ред. код]

Ще у 1785 році Кавендіш пропускаючи через суміш азоту і кисню електричні іскри і видаляючи утворений оксид азоту лугом, виявив, що невелика частина азоту не вступала у реакції. Його об'єм був близько 1/120 від початкового об'єму повітря. Проте Кавендіш так і не зумів пояснити результати свого досліду.

Тільки через 100 років англійські хіміки лорд Релей (1842—1919) і Вільям Рамзай, намагаючись зрозуміти різницю у густині азоту, отриманому з атмосфери, і азоту, отриманому з аміаку, згадали про досліди Кавендіша, і припустили, що різниця викликана домішками невідомого газу.

У 1894 році вони виділили і описали газ, що залишився після того як з ємності з повітрям було вилучено весь кисень, вуглекислий газ і пари води.[3] [4][5][6]

За пропозицією доктора Медана (голови засідання, на якому було зроблено доповідь про відкриття), Рейлі і Рамзай дали новому газу ім'я «аргон» (від грец. Αργός — лінивий, повільний, неактивний). Ця назва підкреслює найважливішу властивість елемента — його хімічну неактивність.

У 1904 році Рамзай і Релей отримали Нобелівські премії з хімії і фізики відповідно.

Спочатку хімічним символом аргону була одна літера «А», і тільки у 1957 році IUPAC змінила позначення на сучасне Ar.[7]

Розповсюдженість

[ред. | ред. код]

Аргон складає 0,9 % повітря за об'ємом і 1,3 % за масою і є третім за розповсюдженістю після азоту і кисню. Більшість аргону в атмосфері утворилося при розпаді радіоактивного калію-40. У земній корі його кларк становить 1,5×10−6, тобто 1.5 грама на тонну. У океані його концентрація ще нижча — 4,5×10−7.

У речовині Сонця доля аргону становить 7×10−5, а загалом у Всесвіті — 0.02 %.[8] Цікаво, що у космосі більш розповсюдженим є аргон-36, що утворюється у зірках масою більше 11 сонячних у фазі горіння кремнію.[7]

Отримання

[ред. | ред. код]

У промисловості аргон отримують як побічний продукт при великомасштабному розділенні повітря на кисень і азот. При температурі −185,9° C аргон конденсується, при -189,4 °C — кристалізується.

Застосування

[ред. | ред. код]
Наповнена аргоном газорозрядна лампа
Наповнений аргоном бокс для роботи в інертній атмосфері

Використовується в газорозрядних трубках і аргонових лазерах.

З ламп розжарювання та інших електронних приладів для запобігання їх корозії від взаємодії з атмосферним киснем відкачують повітря, а для підтримки внутрішнього тиску його заміщають аргоном.

Аргоном заповнюють подвійні вікна для кращої термоізоляції.[9]

У птахівництві аргон використовують для безболісного приспання курей.[10]

Як радіоактивний індикатор використовують 37Ar, період напіврозпаду якого 34 дні.

Також поширене використання аргону як захисного шару при зварюванні кольорових металів та нержавіючих сталей. Для цього використовуються як сам аргон, так і його суміш з вуглекислим (82 % Ar, 18 % CO2; 82 % Ar, 16 % CO2, 2 % O2) та іншими газами (Ar-He).

Через особливості взаємодії аргону з нейтрино, можливо побудувати більш чутливі детектори, використовуючи великі об'єми рідкого аргону як робоче тіло. Найбільшим детектором такого типу, що наразі працює є експеримент DUNE Far Detector[11]

Вимірюючи співвідношення аргону і калію у мінералах можна дізнатись час його останнього розплавлення (калій-аргонова радіометрія).

Ізотопи

[ред. | ред. код]

Стабільні

[ред. | ред. код]

Існує три стабільних ізотопи аргону. Найбільш поширеним(99.6003 %) є аргон-40. Він утворюється під час розпаду радіоактивного калію-40. Калій є розповсюдженим елементом на землі(2,5 % у земній корі), тому кількість калію-40, хоч його доля і складає наразі лише 0,012 %, теж була значна. Другий за розповсюдженістю ізотоп — аргон-36 (0.3365 %) а третій — аргон-38 (0.0632 %).

Радіоактивні

[ред. | ред. код]

Наразі відомі кілька десятків нестабільних ізотопів аргону[8]:

Масове число Спін Період напіврозпаду Основні канали розпаду Продукти розпаду
30 0 20 нс 2p[12] сульфур-28
31 5/2 14,4 мс β+p[13] (63 %) сульфур-30
β+ (28 %) хлор-31
β+2p (7.2 %) фосфор-29
32 0 98,1 мс β+ (57 %) хлор-32
β+p (43 %) сульфур-31
33 1/2 173 мс β+ (61 %) хлор-33
β+p (39 %) сульфур-32
34 0 845 мс β+ хлор-34
35 3/2 1,775 с β+ хлор-35
37 3/2 34,95 доби ε хлор-37
39 7/2 269,2 роки β- калій-39
41 7/2 1,82 години β- калій-41
42 0 32,98 роки β- калій-42
43 5/2 5,36 хвилини β- калій-43
44 0 11,87 хвилини β- калій-44
45 невідомо 21,48 с β- калій-45
46 0 8,4 с β- калій-46
47 3/2 1,23 с β- (99 %) калій-47
β-n (1 %)[14] калій-46
48 0 475 мс β- калій-48
49 3/2 170 мс β-n (65 %) калій-48
β- (35 %) калій-49
50 0 170 нс β- (65 %) калій-50
β-n (35 %) калій-49
51 3/2 200 нс β- калій-51
52 0 10 мс β- калій-52
53 5/2 3 мс β-[15] калій-53
β-n калій-52

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. Хімічні елементи та прості речовини
  2. У старих варіантах періодичної системи, благородні гази належали до VIIIA чи 0 групи. Див. Група періодичної системи
  3. Lord Rayleigh; Ramsay, William (1894–1895). Argon, a New Constituent of the Atmosphere. Proceedings of the Royal Society. 57 (1): 265—287. doi:10.1098/rspl.1894.0149. JSTOR 115394.
  4. Lord Rayleigh; Ramsay, William (1895). VI. Argon: A New Constituent of the Atmosphere. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 186: 187. Bibcode:1895RSPTA.186..187R. doi:10.1098/rsta.1895.0006. JSTOR 90645.
  5. Ramsay, W. (1904). Nobel Lecture. Фундація Нобеля. Архів оригіналу за 16 вересня 2021. Процитовано 23 липня 2017.
  6. About Argon, the Inert; The New Element Supposedly Found in the Atmosphere. The New York Times. 3 березня 1895. Архів оригіналу за 28 червня 2021. Процитовано 1 лютого 2009.
  7. а б Argon Element Facts [Архівовано 29 вересня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
  8. а б Technical data for Argon [Архівовано 22 вересня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
  9. Pros and Cons of Argon Gas Windows [Архівовано 30 вересня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
  10. National Chicken Council Brief on Stunning of Chickens [Архівовано 30 вересня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
  11. Neutrino Detectors [Архівовано 29 вересня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
  12. Подвійний протонний розпад
  13. бета-затриманий протонний розпад
  14. бета-розпад з утворенням запізнілих нейтронів
  15. імовірності розпадів невідомі

Джерела

[ред. | ред. код]