Аргон газообразный

Описание

Ar
аргон




АРГОН (лат. Argon), Ar, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 18, атомная масса 39,948, относится к инертным, или благородным, газам. Природный аргон состоит из трех стабильных нуклидов: 36Ar (0,337%), 38Ar (0,063%) и 40Ar (99,600%).

Радиус нейтрального атома аргона 0,192 нм. Электронная конфигурация нейтрального невозбужденного атома 1s22s2p63s2p6. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома равны, соответственно, 15,759; 27,63; 40,91; 59,8 и 75 эВ. Простое вещество аргон — газ без запаха, цвета и вкуса.

Название: от греческого "argos" (недеятельный).

Физические свойства: аргон — одноатомный газ с температурой кипения (при нормальном давлении) –185,9°C (немного ниже, чем у кислорода, но немного выше, чем у азота), температура плавления –189,3°C. Критическая температура –122,43°C, критическое давление 4,86 МПа. Плотность при нормальных условиях 1,7839 кг/м3.

В 100 мл воды при 20°C растворяется 3,3 мл аргона, в некоторых органических растворителях аргон растворяется значительно лучше, чем в воде.

Как уже говорилось, химических соединений не образует. Однако со многими веществами, между молекулами которых действуют водородные связи (водой, фенолом, гидрохиноном и другими), образует соединения включения (клатраты), где атом аргона, как своего рода «гость», находится в полости, образованной в кристалической решетке молекулами вещества-хозяина.

История открытия: к открытию аргона привело обнаруженное в 1892 году английским физиком Дж. Рэлеем небольшое (всего на 0,13%) превышение плотности азота (N), выделяемого из воздуха, над плотностью «химического» азота, возникающего при термическом разложении нитрита аммония NH4NO2.

Вместе с другим английским физиком У. Рамзаем Дж. Рэлей в 1894 году выделил из воздуха примесь более тяжелого (по сравнению с азотом) газа, который отличался одноатомным составом молекул и практически полной химической недеятельностью (аргон не вступает ни в какие химические реакции). Именно из-за своей удивительной химической инертности новый газ и получил свое название (греч. аrgos — неактивный).

Получение: в промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот.

Нахождение в природе: аргон распространен в природе только в свободном виде. В земной коре его содержание составляет 1,2·10–4 %, в морской воде — 0,45·10–4 %. В атмосферном воздухе содержится 0,93% аргона по объему (9,34 л в 1м3). Это значительно больше, чем содержание в воздухе всех остальных инертных газов вместе взятых. Воздух служит неиссякаемым источником для получения аргона.

Обращает на себя внимание преобладание в смеси природных нуклидов аргона самого тяжелого — аргона-40. Это связано с тем, что 40Ar постоянно образуется за счет распада радиоактивного калия-40. В 1 т калия (K) за год при радиоактивном распаде калия-40 путем захвата орбитального электрона (так называемый электронный захват, или К-захват; на этот тип радиоактивного распада калия-40 приходится 12% от всех актов распада этого природного радионуклида) образуется всего около 3100 атомов аргона-40. Но калий (K) — один из самых распространенных на Земле элементов, да и время, прошедшее за долгую историю Земли, исчисляется миллиардами лет. Поэтому 40Ar накопился в земной атмосфере в значительных количествах.

Преобладание тяжелого аргона-40 в природной смеси изотопов этого элемента приводит к тому, что атомная масса элемента аргона оказывается немного выше, чем следующего за ним в периодической системе элемента калия (K). Однако, когда Менделеев создавал свою знаменитую таблицу, проблема, как разместить калий (K) и аргон, у него не возникала, так как аргон был открыт спустя почти 30 лет после открытия периодического закона, и в таблицу (в группу, которой тогда присвоили номер ноль) попал только в начале 20-го века. В настоящее время аргон, как и другие инертные газы, включают в восьмую группу периодической системы элементов.

Применение: аргон широко используют для создания инертной и защитной атмосферы, прежде всего при термической обработке легко окисляющихся металлов (аргоновая плавка, аргоновая сварка и другие). В атмосфере аргона получают кристаллы полупроводников и многие другие сверхчистые материалы. Аргоном часто заполняют электрические лампочки (для замедления испарения вольфрама (W) со спирали).При пропускании электрического разряда через стеклянную трубку, заполненную аргоном, наблюдается сине-голубое свечение, что широко используется, например, в светящейся рекламе. В геохронологии по определению соотношения изотопов 40Ar/40К устанавливают возраст минералов.