- Історія його відкриття
- Будова аргону
- Кристали
- Електронна конфігурація
- Властивості
- Фізичний опис
- Атомна вага
- Атомне число
- Точка плавлення
- Точка кипіння
- Божество
- Щільність пари
- Розчинність газу у воді
- Розчинність в органічних рідинах
- Тепло синтезу
- Тепло випаровування
- Коефіцієнт розподілу октанол / вода
- Енергія іонізації
- Реактивність
- Програми
- Промислові
- Лікарі
- У лабораторному обладнанні
- Де це знаходиться?
- Список літератури
Аргон є одним з благородних газів періодичної таблиці і складає близько 1% від земної «з атмосферою. Він представлений хімічним символом Ar, елементом, який має атомну масу, рівну 40, для свого найпоширенішого ізотопу на Землі ( 40 Ar); інші ізотопи - 36 Ar (найбільш поширений у Всесвіті), 38 Ar і радіоізотоп 39 Ar.
Його назва походить від грецького слова «аргос», що означає неактивний, повільний або непрацюючий, оскільки воно складало вимірювану частку повітря, яка не реагувала. Азот і кисень реагують один з одним на тепло електричної іскри, утворюючи оксиди азоту; вуглекислий газ з основним розчином NaOH; але Ар, ні з чим.
Фіолетовий відблиск, характерний для іонізованих атомів аргону. Джерело: Wikigian
Аргон - це безбарвний газ без запаху та смаку. Це один з небагатьох газів, який не виявляє зміни кольору при конденсації, тому є його безбарвною рідиною, як його газ; те ж саме відбувається і з його кристалічним твердим тілом.
Ще однією з основних його характеристик є випромінювання фіолетового світла при нагріванні всередині електричної розрядної трубки (верхнє зображення).
Хоча це інертний газ (хоча не в особливих умовах), а також йому не вистачає біологічної активності, він може витісняти кисень з повітря, викликаючи задуху. Деякі вогнегасники насправді використовують це на свою користь для придушення полум'я, позбавляючи їх кисню.
Його хімічна інертність сприяє його застосуванню як атмосфера для реакцій, види яких чутливі до кисню, водяної пари та азоту. Він також пропонує засоби для зберігання та виготовлення металів, сплавів або напівпровідників.
Історія його відкриття
У 1785 р. Генрі Кавендіш, досліджуючи азот у повітрі, званий "філогізованим повітрям", зробив висновок, що частина азоту може бути інертною складовою.
Більше століття пізніше, у 1894 р., Британські вчені лорд Релі та сер Вільям Рамзі виявили, що азот, приготовлений вилученням кисню з атмосферного повітря, на 0,5% важчий, ніж азот, отриманий з деяких сполук; наприклад, аміак.
Дослідники підозрювали наявність іншого атмосферного газу в атмосферному повітрі, змішаному з азотом. Пізніше було підтверджено, що газ, що залишився після виведення азоту з атмосферного повітря, був інертним газом, який зараз відомий як Аргон.
Це був перший інертний газ, виділений на Землі; звідси і його назва, оскільки аргон означає ледачий, неактивний. Однак уже в 1868 р. Наявність гелію на сонці було виявлено за допомогою спектроскопічних досліджень.
Ф. Ньюал і В. Н. Хартлі в 1882 р. Спостерігали емісійні лінії, можливо, відповідні аргону, які не відповідали тим, що й інші відомі елементи.
Будова аргону
Аргон - благородний газ, а отже, орбітали останнього рівня енергії повністю заповнені; тобто його валентна оболонка має вісім електронів. Збільшення кількості електронів, однак, не протидіє зростаючій силі тяжіння, яку чинить ядро; і тому його атоми є найменшими за кожен період.
Однак, атоми аргону можна візуалізувати як «мармур» із сильно стисненими електронними хмарами. Електрони рухаються однорідно через усі заповнені орбіталі, роблячи поляризацію малоймовірною; тобто виникає область з відносним дефіцитом електронів.
Через це сили лондонського розсіювання є особливо для аргону, і поляризація принесе користь лише у тому випадку, коли радіус атома та / або атомна маса збільшаться. Ось чому аргон - це газ, який конденсується при -186ºC.
Обстрілюючи газ, видно, що його атоми або мармур ледве залишаються разом, за відсутності будь-якого типу ковалентних зв'язків Ar-Ar. Однак не можна ігнорувати, що такий мармур може добре взаємодіяти з іншими неполярними молекулами; наприклад, CO 2 , N 2 , Ne, CH 4 , всі присутні у складі повітря.
Кристали
Атоми аргону починають сповільнюватися, коли температура падає до приблизно -186 ° C; тоді відбувається конденсація. Тепер міжмолекулярні сили стають більш ефективними, оскільки відстань між атомами менша, і це дає час, щоб відбулося кілька миттєвих диполів або поляризацій.
Цей рідкий аргон безладний, і невідомо, як саме можуть бути розташовані його атоми.
З підвищенням температури ще більше - до -189ºC (всього на три градуси нижче), аргон починає кристалізуватися в безбарвний лід (нижнє зображення). Можливо, термодинамічно лід стабільніше, ніж аргоновий лід.
Танення льоду аргону. Джерело: Не надано машиночитаного автора. Deglr6328 ~ commonswiki передбачається (на основі претензій щодо авторських прав).
У цьому кришталі льоду або аргону його атоми приймають впорядковану облицьовану кубічну (fcc) структуру. Такий ефект їх слабких взаємодій при цих температурах. Крім цієї структури, він також може утворювати шестикутні, більш компактні кристали.
Гексагональні кристали прихильні, коли аргон кристалізується в присутності невеликих кількостей O 2 , N 2 та CO. Коли вони деформуються, вони переходять у граніцентричну кубічну фазу, найбільш стійку структуру для твердого аргону.
Електронна конфігурація
Конфігурація електронів для аргону:
3s 2 3p 6
Що однаково для всіх ізотопів. Зверніть увагу, що його валентний октет є повним: 2 електрони в орбіталі 3s і 6 в орбіталі 3p, додаючи до 8 електронів усього.
Теоретично та експериментально аргон може використовувати свої 3d орбіталі для формування ковалентних зв’язків; але потрібен високий тиск, щоб "примусити" його.
Властивості
Фізичний опис
Це безбарвний газ, який, потрапляючи в електричне поле, набуває бузково-фіолетове сяйво.
Атомна вага
39,79 г / моль
Атомне число
18
Точка плавлення
83,81 K (-189,34 ºC, -308,81 ºF)
Точка кипіння
87,302 K (-185,848 ºC, -302,526 ºF)
Божество
1,784 г / л
Щільність пари
1,38 (відносно повітря, прийнятого як 1).
Розчинність газу у воді
33,6 см 3 / кг. Якщо аргон як дуже холодний скраплений газ контактує з водою, відбувається бурхливе кипіння.
Розчинність в органічних рідинах
Розчинний.
Тепло синтезу
1,18 кДж / моль
Тепло випаровування
8,53 кДж / моль
Коефіцієнт розподілу октанол / вода
Журнал P = 0,94
Енергія іонізації
Перший рівень: 1520,6 кДж / моль
Другий рівень: 2665,8 кДж / моль
Третій рівень: 3931 кДж / моль
Тобто енергії, необхідні для отримання катіонів між Ar + і Ar 3+ у газовій фазі.
Реактивність
Аргон - благородний газ, і тому його реактивність майже дорівнює нулю. Фотоліз фтористого водню в твердій матриці аргону при температурі 7,5 К (дуже близький до абсолютного нуля) утворює фторгідрід аргону, HArF.
Його можна комбінувати з деякими елементами, щоб отримати стабільний клас з бета-гідрохіноном. Крім того, він може утворювати сполуки з високоелектромагнітними елементами, такими як O, F та Cl.
Програми
Більшість застосувань аргону ґрунтуються на тому, що, будучи інертним газом, його можна використовувати для створення середовища для розробки сукупності промислової діяльності.
Промислові
-Аргон використовується для створення середовища для дугового зварювання металів, уникаючи шкідливої дії, яку може спричинити наявність кисню та азоту. Він також використовується як покривний агент при очищенні металів, таких як титан і цирконій.
- Лампи розжарювання зазвичай наповнюються аргоном, щоб захистити свої нитки і продовжити термін їх експлуатації. Його також використовують у люмінесцентних трубах, подібних до неонових; але вони випромінюють синьо-пурпурне світло.
-Використовується в процесі знебарвлення нержавіючої сталі і як паливний газ в аерозолях.
-Використовується в іонізаційних камерах і в лічильниках частинок.
-Также у використанні різних елементів для легування напівпровідників.
- Це дозволяє створити атмосферу для вирощування кристалів кремнію та германію, широко застосовуваних у галузі електроніки.
- Його низьку теплопровідність вигідно використовувати в якості ізолятора між скляними листами деяких вікон.
-Використовується для консервування харчових продуктів та інших матеріалів, що піддаються упаковці, оскільки захищає їх від кисню та вологості, які можуть шкідливо впливати на вміст упаковки.
Лікарі
-Аргон застосовується в кріохірургії для видалення ракових тканин. У цьому випадку аргон поводиться як кріогенна рідина.
-Використовується в медичному лазерному обладнанні для виправлення різних дефектів очей, таких як: кровотеча в судинах, відшарування сітківки, глаукома та дегенерація макули.
У лабораторному обладнанні
-Аргон використовується в сумішах з гелієм та неоном у лічильниках радіоактивності Гейгера.
-Використовується як зачистка газу в газовій хроматографії.
-Розподіляє матеріали, що покривають зразок, підданий скануючої електронної мікроскопії.
Де це знаходиться?
Аргон знаходиться як частина атмосферного повітря, що становить близько 1% від атмосферної маси. Атмосфера є основним промисловим джерелом для утеплення цього газу. Його виділяють методом кріогенної фракційної дистиляції.
З іншого боку, у Космосі зірки утворюють величезну кількість аргону під час ядерного синтезу кремнію. Він також може бути розташований в атмосферах інших планет, таких як Венера і Марс.
Список літератури
- Barrett CS, Meyer L. (1965) Кристалічні структури аргону та його сплавів. У: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Фізика низьких температур LT9. Спрингер, Бостон, Массачусетс.
- Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (21 березня 2019 р.). 10 фактів аргону - Ar або атомне число 18. Відновлено з: thinkco.com
- Тод Гельменстін. (31 травня 2015 р.). Факти аргону. Відновлено з: sciencenotes.org
- Li, X. та ін. (2015). Стабільні літієві аргонові сполуки під високим тиском. Наукова реп. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
- Королівське хімічне товариство. (2019). Періодична таблиця: аргон. Відновлено: rsc.org
- Доктор Дуг Стюарт. (2019). Факти елемента аргону. Хіміколь. Відновлено з: chemicool.com
- Кубова Катерина. (2015 р., 22 липня). Хімія аргону (Z = 18). Хімічні лібретексти. Відновлено з: chem.libretexts.org
- Вікіпедія. (2019). Аргон. Відновлено з: en.wikipedia.org
- Національний центр інформації про біотехнології. (2019). Аргон. PubChem База даних. CID = 23968. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov