Аргон атомная масса – Аргон | Наука | FANDOM powered by Wikia

alexxlab | 28.04.2017 | 0 | Вопросы и ответы

Аргон | Наука | FANDOM powered by Wikia

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%B3%D0%BE%D0%BD

---

Арго́н — химический элемент с атомным номером 18. Третий по распространённости элемент в атмосфере — 0,93 % по объёму.

Аргон(Ar)
Атомный номер	18
Внешний вид
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	39,948 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	2- пм
Энергия ионизации (первый электрон)	1519,6(15,75) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s2 3p6
Химические свойства
Ковалентный радиус	98 пм
Радиус иона	n/a пм
Электроотрицательность (по Полингу)	0,0
Электродный потенциал	0
Степени окисления	n/a
Термодинамические свойства
Плотность	(при -186 °C)1,40 г/см³
Удельная теплоёмкость	0,138 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	0,0177 Вт/(м·K)
Температура плавления	83,8 K
Теплота плавления	n/a кДж/моль
Температура кипения	87,3 K
Теплота испарения	6,52 кДж/моль
Молярный объём	24,2 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Период решётки	5,260 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	85,00 K

К открытию аргона привело обнаруженное в 1892 году английским физиком Лордом Джоном Рэлеем небольшое (всего на 0,13 %) превышение плотности азота, выделяемого из воздуха, над плотностью «химического» азота, возникающего при термическом разложении нитрита аммония NH

4NO₂. Вместе с другим английским физиком Уильям Рамзаем, Лорд Джон Рэлей в 1894 году выделил из воздуха примесь более тяжёлого (по сравнению с азотом) газа, который отличался одноатомным составом молекул и практически полной химической недеятельностью. Известно единственное химическе соединение аргона HArF (Nature 406, 874, (2000)). Затем были открыты остальные инертные газы.

Происхождение названияПравить

Именно из-за своей удивительной химической инертности новый газ и получил своё название (греч. αργός — неактивный).

Аргон распространён 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 объёму (9,34 л в 1м

3). 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 тяжёлого — аргона-40. Это связано с тем, что ⁴⁰Ar постоянно образуется за счёт распада радиоактивного калия-40. В 1 т калия за год при радиоактивном распаде калия-40 путём 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 — один из самых распространённых на Земле элементов, да и время, прошедшее за долгую историю Земли, исчисляется миллиардами лет. Поэтому ⁴⁰Ar накопился в земной атмосфере в значительных количествах.

Преобладание тяжёлого 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. Однако, когда Менделеев создавал свою знаменитую таблицу, проблема, как разместить калий 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.

В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот. При температуре -185,9°C аргон конденсируется, при -189,4°С — кристаллизуется.

Аргон — одноатомный газ с температурой кипения (при нормальном давлении) –185,9° C (немного ниже, чем у кислорода, но немного выше, чем у азота). 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 кристаллической решётке молекулами вещества-хозяина.

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 со спирали). Это же его свойство используется в аргоновой сварке, которая позволяет соединять алюминиевые и дюралевые детали.

При пропускании электрического разряда через стеклянную трубку, заполненную аргоном, наблюдается сине-голубое свечение, что широко используется, например, в светящейся рекламе. В геохронологии по оределению соотношения изотопов

40Ar/⁴⁰К устанавливают возраст минералов. Также аргон используется в аргоновых лазерах.
af:Argon

ar:أرغون (عنصر) ast:Argón bg:Аргон bn:আর্গন bs:Argon ca:Argó co:Argone cs:Argon cy:Argon da:Argon de:Argon el:Αργό en:Argon eo:Argono es:Argón et:Argoon fa:آرگون fi:Argon fr:Argon gl:Argon (elemento) he:ארגון (יסוד) hr:Argon hu:Argon hy:Արգոն id:Argon io:Argono is:Argon it:Argon ja:アルゴン jbo:laznynavni ko:아르곤 la:Argon lb:Argon lt:Argonas lv:Argons mi:Argon mk:Аргон ml:ആര്‍ഗണ്‍ ms:Argon nds:Argon nl:Argon nn:Argon no:Argon oc:Argon pl:Argon pt:Árgon ro:Argon sh:Argon simple:Argon sk:Argón sl:Argon sq:Argoni sr:Аргон sv:Argon th:อาร์กอน tr:Argon ug:Argon uk:Аргон uz:Argon vi:Agon zh:氩

---

---

• Страница 0 – краткая статья
• Страница 1 – энциклопедическая статья
• Разное – на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
• Прошу вносить вашу информацию в «Аргон 1», чтобы сохранить ее

ru.science.wikia.com

Аргон и его характеристики

Общая характеристика аргона

Самый распространенный в природе элемент VIIIA-группы. Содержание аргона в воздухе 0,932% (об.), 1,28% (масс).

Представляет собой бесцветный газ. Плохо растворяется в воде (растворимость понижается в присутствии сильных электролитов), лучше — в органических растворителях. Образует клатрат состава 8Ar×46Н₂О. Не реагирует со всеми другими веществами (простыми и сложными).

Атомная и молекулярная масса аргона

Поскольку в свободном состоянии аргон существует в виде одноатомных молекул Ar, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 39,948.

Изотопы аргона

Известно, что в природе аргон может находиться в виде трех стабильных изотопов ³⁶Ar (0,337%),

38Ar (0,063%) и ⁴⁰Ar (99,6%). Их массовые числа равны 36, 38 и 40 соответственно. Ядро атома изотопа аргона ³⁶Ar содержит восемнадцать протонов и восемнадцать нейтронов, а изотопов ³⁸Ar и ⁴⁰Ar– такое же количество протонов, двадцать и двадцать два нейтронов/а соответственно.

Существуют искусственные изотопы аргона с массовыми числами от 32-х до 55-ти, среди которых наиболее стабильным является ³⁹Ar с периодом полураспада равным 269 лет.

Ионы аргона

Как гелий и неон при сильном возбуждении атомов аргон образует молекулярные ионы типа Ar₂⁺.

Молекула и атом аргона

В свободном состоянии аргон существует в виде одноатомных молекул Ar.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Аргон — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Арго́н (лат. Аrgon), Ar (читается «аргон»), химический элемент с атомным номером 18, атомная масса 39, 948. Относится к группе инертных, или благородных, газов (восьмая группа периодической системы), замыкает третий период. 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.

К открытию аргона привело обнаруженное в 1892 году английским физиком Дж. Рэлеем небольшое (всего на 0, 13%) превышение плотности азота, 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).

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 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 — 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. Однако, когда Менделеев создавал свою знаменитую таблицу, проблема, как разместить калий 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.

В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот.

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.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 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 оределению соотношения изотопов ⁴⁰Ar/⁴⁰К устанавливают возраст минераллов.
• Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В., Инертные газы. М., 1972.

megabook.ru

Аргон — Циклопедия

Аргон

Химический элемент

Инертный газ без цвета, вкуса и запаха

Символ, номер

Ar, 18

Атомная масса

39,948 а.е.м.

Электронная конфигурация

[Ne] 3s2 3p6

Степени окисления

0

Плотность

1,784·10−3 г/см³

Температура плавления

-189,35 °C

Температура кипения

-185,85 °C

Структура кристаллической решетки

кубическая гранецентрированая

Аргон — химический элемент главной подгруппы восьмой группы периодической системы Менделеева, один из инертных газов. Порядковый номер 18, атомный вес 39,944.

Аргон бесцветный, молекулы одноатомные; t° кип. — 185,83 °C, t° плав. —189,3 °C, критическая температура —122,4 °C; критическое давление — 48 атм. В природе аргон встречается только в свободном состоянии и составляет 0,933 % (по объему) воздуха, из которого впервые его выделили в 1894 году У. Рамзай и Дж. Рэлей. В промышленности аргон добывают фракционированием жидкого воздуха.

Впервые аргон обнаружили в 1894 году английские химики Джон Рэлей (1842—1919) и Уильям Рамзай после того, как весь кислород и водород были изъяты из емкости с воздухом.

По предложению доктора Медана (председателя заседания, на котором был сделан доклад об открытии), Рэлей и Рамзай дали новому газу имя «аргон» (от греч. Αργός — ленивый, медленный, неактивный). Это название подчеркивает важнейшее свойство элемента — его химическую неактивность.

В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот. При температуре −185,9 °C аргон конденсируется, при −189,4 °C — кристаллизуется.

Используется в газоразрядных трубках и аргоновых лазерах.

Аргон используют для наполнения ламп накаливания, электронных приборов и др. Как радиоактивный индикатор используют ³⁷Ar, период полураспада которого 34 дня.

Также распространено использование аргона в качестве защитного слоя при сварке цветных металлов и нержавеющих сталей . Для этого используются как сам аргон, так и его смесь с углекислым (82 % Ar, 18 % CO₂; 82 % Ar, 16 % CO₂, 2 % O₂) и другими газами.

• Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
• Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3
• Украинская советская энциклопедия. В 12-ти томах / Под ред. М. Желаемая. — 2-е изд. — К.: Гол. редакция УРЕ, 1974—1985.

cyclowiki.org

Атомная масса – аргон – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Атомная масса – аргон

Cтраница 1

Атомная масса аргона ( 39 9) больше, чем калия ( 39 1), а атомная масса кобальта ( 58 9) больше, чем никеля ( 58 7), однако Д. И. Менделеев поставил в периодической системе аргон перед калием, а кобальт перед никелем. Докажите, что они правильно размещены в системе.  [1]

Отсюда видно, что атомная масса аргона в основном определяется тяжелым изотопом, а атомная масса калия – легким изотопом. Заряды же их ядер ( чем, собственно, и определяются свойства элементов) соответствуют расположению в таблице Менделеева.  [2]

Так как молекула его одноатомна, атомная масса аргона равна молекулярной.  [3]

В 1894 г английский химик Уильям Рамзай открыл новый химиче ский элемент аргон Этот благородный газ не взаимодействовал ни с каки ми известными к тому времени элементами, получил прозвище химический мертвец и задал химикам немало загадок В Периодической системе места для него не было, ведь атомная масса аргона больше, чем у калия, и меньше, чем у кальция Рамзай считал, что аргон следует помес тить в Периодическую систему после хлора и он должен предшествовать калию, но это была только догадка, в то время ничем конкретным не под твержденная Предложение Рамзая разместить аргон и открытые им вслед за этим элементом другие благородные газы в VIII группе поначалу не встретило поддержки Менделеева – ведь у этих химических индиви дуумов не было известно ни одного соединения Только в 1900 г Рамзай и другой английский химик Трэверс убедительно доказали, что аргон и другие благородные газы образуют отдельную группу химических элементов между галогенами и щелочными металлами Как они это сделали.  [4]

Изотопы аргона и калия приведены на с. Очевидно, атомная масса аргона в основном определяется изотопом с большим массовым числом ( он встречается в природе в большом количестве), тогда как у калия преобладает изотоп с меньшим массовым числом. Таким образом, недостатков в периодической системе нет, с точки зрения величины зарядов атомных ядер элементы расположены правильно.  [5]

Как известно, атомная масса элемента получается как средняя величина из массовых чисел его изотопов. Очевидно, атомная масса аргона в основном определяется изотопом с большим массовым числом ( он встречается в природе в большем количестве), тогда как у калия преобладает изотоп с меньшим массовым числом. Таким образом, недостатков в периодической системе нет, и с точки зрения величины зарядов атомных ядер элементы расположены правильно.  [6]

Очевидно, атомная масса аргона в основном определяется изотопом с большим массовым числом ( он встречается в природе в большом количестве), тогда как у калия преобладает изотоп с меньшим массовым числом. Таким образом, недостатков в периодической системе нет, с точки зрения зарядов атомных ядер элементы расположены правильно.  [7]

Как известно, атомная масса элемента получается как средняя величина из массовых чисел его изотопов. Очевидно, атомная масса аргона в основном определяется изотопом с большим массовым числом ( он встречается в природе в большем количестве), тогда как у калия преобладает изотоп с меньшим массовым числом ( см. с. Таким образом, недостатков в периодической системе нет, и с точки зрения величины зарядов атомных ядер элементы расположены правильно.  [8]

Изотопы аргона и калия приведены на с. Очевидно, атомная масса аргона в основном определяется изотопом с большим массовым числом ( он встречается в природе в большом количестве), тогда как у калия преобладает изотоп с меньшим массовым числом.  [9]

Все величины выражены в приведенных единицах. При вычислении химической постоянной использована атомная масса аргона.  [10]

Они дают возможность объяснить их аномальное размещение в периодической системе. Действительно, аргон характеризуется высоким содержанием тяжелого изотопа igAr, в то время как калий содержит очень высокий процент своего наиболее легкого изотопа igK – Поэтому средняя табличная атомная масса аргона оказалась выше, чем атомная масса калия.  [11]

Изотопы этих элементов приведены на стр. Там же указано, что атомная масса элемента есть средняя величина из массовых чисел его изотопов. Очевидно, атомная масса аргона в основном определяется изотопом с большим массовым числом ( он находится в большем количестве), тогда как у калия преобладает изотоп с меньшим массовым числом. Таким образом, недостатков в периодической системе нет и с точки зрения величины зарядов атомных ядер элементы расположены правильно.  [12]

Следовательно, эти две подгруппы должны составлять единую группу. Менделеевым было принято, что сопоставление элементов или их групп по величине атомных масс соответствует так называемой валентности их и, до некоторой степени, различию химических свойств соединений. Им отмечена особенность: в группах все элементы с малыми атомными массами резко отличаются по свойствам, поэтому они суть типические элементы групп. Нужно отметить, что для Менделеева атомные массы элементов служили канвой при составлении периодической системы. Истинной основой системы для него являются свойства веществ, образуемых элементами. Так, атомная масса аргона больше, чем у калия, но по свойствам калий – аналог натрия и лития, и Менделеев располагает калий после аргона. Точно так же он поступает, располагая кобальт перед никелем.  [13]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Аргон – это… Что такое Аргон?

Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Имя, символ, номер	Арго́н / Argon (Ar), 18
Атомная масса (молярная масса)	39,948 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s2 3p6
Радиус атома	? (71)[1]пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	106[1]пм
Радиус иона	154[1]пм
Электроотрицательность	4,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	0
Степени окисления	0
Энергия ионизации (первый электрон)	1519,6(15,75) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	1,784·10−3 г/см³
Плотность при т. п.	1,40 г/см³
Температура плавления	83,8 К (-189,35 °C)
Температура кипения	87,3 К (-185,85 °C)
Теплота испарения	6,52 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	20,79[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём	24,2 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	5,260 Å
Температура Дебая	85 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 0,0177 Вт/(м·К)

Арго́н — элемент главной подгруппы восьмой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 18. Обозначается символом Ar (лат. Argon). Третий по распространённости элемент в земной атмосфере (после азота и кислорода) — 0,93 % по объёму. Простое вещество аргон (CAS-номер: 7440-37-1) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

История

История открытия аргона начинается в 1785 году, когда английский физик и химик Генри Кавендиш, изучая состав воздуха, решил установить, весь ли азот воздуха окисляется. В течение многих недель он подвергал воздействию электрического разряда смесь воздуха с кислородом в U-образных трубках, в результате чего в них образовывались все новые порции бурых окислов азота, которые исследователь периодически растворял в щёлочи. Через некоторое время образование окислов прекратилось, но после связывания оставшегося кислорода остался пузырек газа, объём которого не уменьшался при длительном воздействии электрических разрядов в присутствии кислорода. Кавендиш оценил объём оставшегося газового пузыря в 1/120 от первоначального объёма воздуха^[3][4][5]. Разгадать загадку пузыря Кавендиш не смог, поэтому прекратил свое исследование, и даже не опубликовал его результатов. Только спустя много лет английский физик Джеймс Максвелл собрал и опубликовал неизданные рукописи и лабораторные записки Кавендиша.

Дальнейшая история открытия аргона связана с именем Рэлея, который несколько лет посвятил исследованиям плотности газов, особенно азота. Оказалось, что литр азота, полученного из воздуха, весил больше литра «химического» азота (полученного путём разложения какого-либо азотистого соединения, например, закиси азота, окиси азота, аммиака, мочевины или селитры) на 1,6 мг (вес первого был равен 1,2521, а второго 1,2505 г). Эта разница была не так уж мала, чтобы можно было её отнести на счет ошибки опыта. К тому же она постоянно повторялась независимо от источника получения химического азота^[3].

Не придя к разгадке, осенью 1892 года Рэлей в журнале «Nature» опубликовал письмо к учёным, с просьбой дать объяснение тому факту, что в зависимости от способа выделения азота он получал разные величины плотности. Письмо прочли многие учёные, однако никто не был в состоянии ответить на поставленный в нём вопрос^[3][4].

У известного уже в то время английского химика Уильяма Рамзая также не было готового ответа, но он предложил Рэлею свое сотрудничество. Интуиция побудила Рамзая предположить, что азот воздуха содержит примеси неизвестного и более тяжелого газа, а Дьюар обратил внимание Рэлея на описание старинных опытов Кавендиша (которые уже были к этому времени опубликованы)^[4].

Пытаясь выделить из воздуха скрытую составную часть, каждый из учёных пошел своим путём. Рэлей повторил опыт Кавендиша в увеличенном масштабе и на более высоком техническом уровне. Трансформатор под напряжением 6000 вольт посылал в 50-литровый колокол, заполненный азотом, сноп электрических искр. Специальная турбина создавала в колоколе фонтан брызг раствора щёлочи, поглощающих окислы азота и примесь углекислоты. Оставшийся газ Рэлей высушил, и пропустил через фарфоровую трубку с нагретыми медными опилками, задерживающими остатки кислорода. Опыт длился несколько дней^[3].

Рамзай воспользовался открытой им способностью нагретого металлического магния поглощать азот, образуя твёрдый нитрид магния. Многократно пропускал он несколько литров азота через собранный им прибор. Через 10 дней объём газа перестал уменьшаться, следовательно, весь азот оказался связанным. Одновременно путём соединения с медью был удален кислород, присутствовавший в качестве примеси к азоту. Этим способом Рамзаю в первом же опыте удалось выделить около 100 см³ нового газа^[3].

Итак, был открыт новый элемент. Стало известно, что он тяжелее азота почти в полтора раза и составляет 1/80 часть объёма воздуха. Рамзай при помощи акустических измерений нашёл, что молекула нового газа состоит из одного атома — до этого подобные газы в устойчивом состоянии не встречались. Отсюда следовал очень важный вывод — раз молекула одноатомна, то, очевидно, новый газ представляет собой не сложное химическое соединение, а простое вещество^[3].

Много времени затратили Рамзай и Рэлей на изучение его реакционной способности по отношению ко многим химически активным веществам. Но, как и следовало ожидать, пришли к выводу: их газ совершенно недеятелен. Это было ошеломляюще — до той поры не было известно ни одного настолько инертного вещества^[3].

Большую роль в изучении нового газа сыграл спектральный анализ. Спектр выделенного из воздуха газа с его характерными оранжевыми, синими и зелёными линиями резко отличался от спектров уже известных газов. Уильям Крукс, один из виднейших спектроскопистов того времени, насчитал в его спектре почти 200 линий. Уровень развития спектрального анализа на то время не дал возможности определить, одному или нескольким элементам принадлежал наблюдаемый спектр. Несколько лет спустя выяснилось, что Рамзай и Рэлей держали в своих руках не одного незнакомца, а нескольких — целую плеяду инертных газов^[3].

7 августа 1894 года в Оксфорде, на собрании Британской ассоциации физиков, химиков и естествоиспытателей, было сделано сообщение об открытии нового элемента, который был назван аргоном. В своём докладе Рэлей утверждал, что в каждом кубическом метре воздуха присутствует около 15 г открытого газа (1,288 вес. %)^[3][4]. Слишком невероятен был тот факт, что несколько поколений ученых не заметили составной части воздуха, да еще и в количестве целого процента! В считанные дни десятки естествоиспытателей из разных стран проверили опыты Рамзая и Рэлея. Сомнений не оставалось: воздух содержит аргон^[3].

Через 10 лет, в 1904 году, Рэлей за исследования плотностей наиболее распространённых газов и открытие аргона получает Нобелевскую премию по физике, а Рамзай за открытие в атмосфере различных инертных газов — Нобелевскую премию по химии^[3].

Происхождение названия

По предложению доктора Медана (председателя заседания, на котором был сделан доклад об открытии) Рэлей и Рамзай дали новому газу имя «аргон» (от др.-греч. ἀργός — ленивый, медленный, неактивный). Это название подчеркивало важнейшее свойство элемента — его химическую неактивность^[3].

Распространённость

Во Вселенной

Содержание аргона в мировой материи оценивается приблизительно в 0,02 % по массе^[6].

Аргон (вместе с неоном) наблюдается на некоторых звездах и в планетарных туманностях. В целом его в космосе больше, чем кальция, фосфора, хлора, в то время как на Земле существуют обратные отношения^[7].

Земная кора

Аргон — третий по содержанию после азота и кислорода компонент воздуха, его среднестатистическое содержание в атмосфере Земли составляет 0,934 % по объему и 1,288 % по массе^[4][7], его запасы в атмосфере оцениваются в 4·10¹⁴ т^[2][4]. Аргон — самый распространённый инертный газ в земной атмосфере, в 1 м³ воздуха содержится 9,34 л аргона (для сравнения: в том же объеме воздуха содержится 18,2 см³ неона, 5,2 см³ гелия, 1,1 см³ криптона, 0,09 см³ ксенона)^[4][7].

Содержание аргона в литосфере — 4·10⁻⁶ % по массе^[2]. В каждом литре морской воды растворено 0,3 см³ аргона, в пресной воде его содержится 5,5·10⁻⁵ — 9,7·10⁻⁵ %. Его содержание в Мировом океане оценивается в 7,5·10¹¹ т, а в изверженных породах земной оболочки — 16,5·10¹¹ т^[7].

Определение

Качественно аргон обнаруживают с помощью эмиссионного спектрального анализа, основные характеристические линии — 434,80 и 811,53 нм. При количественном определении сопутствующие газы (O₂, N₂, H₂, CO₂) связываются специфичными реагентами (Ca, Cu, MnO, CuO, NaOH) или отделяются с помощью поглотителей (например, водных растворов органических и неорганических сульфатов). Отделение от других инертных газов основано на различной адсорбируемости их активным углём. Используются методы анализа, основанные на измерении различных физических свойств (плотности, теплопроводности и др.), а также масс-спектрометрические и хроматографические методы анализа^[2].

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). В 100 мл воды при 20 °C растворяется 3,3 мл аргона, в некоторых органических растворителях аргон растворяется значительно лучше, чем в воде. Плотность при нормальных условиях составляет 1,7839 кг/м³

Химические свойства

Пока известны только 2 химических соединения аргона — гидрофторид аргона и CU(Ar)O, которые существуют при очень низких температурах. Кроме того, аргон образует эксимерные молекулы, то есть молекулы, у которых устойчивы возбужденные электронные состояния и неустойчиво основное состояние. Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединение Hg—Ar, образующееся в электрическом разряде, — это подлинно химическое (валентное) соединение. Не исключено, что будут получены другие валентные соединения аргона с фтором и кислородом, которые тоже должны быть крайне неустойчивыми. Например, при электрическом возбуждении смеси аргона и хлора возможна газофазная реакция с образованием ArCl. Также 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 кристаллической решётке молекулами вещества-хозяина.

Соединение CU(Ar)O получено из соединения урана с углеродом и кислородом CUO^[8]. Вероятно существование соединений со связями Ar-Si и Ar-C: FArSiF₃ и FArCCH.

Изотопы

Аргон представлен в земной атмосфере тремя стабильными изотопами: [4]^[7]. Почти вся масса тяжёлого изотопа ⁴⁰Ar возникла на Земле в результате распада радиоактивного изотопа калия ⁴⁰K (содержание этого изотопа в изверженных породах в среднем составляет 3,1 г/т). Распад радиоактивного калия идёт по двум направлениям одновременно:

Первый процесс (обычный β-распад) протекает в 88 % случаев и ведет к возникновению стабильного изотопа кальция. Во втором процессе, где участвуют 12 % атомов, происходит электронный захват, в результате чего образуется тяжёлый изотоп аргона. Одна тонна калия, содержащегося в горных породах или водах, в течение года генерирует приблизительно 3100 атомов аргона. Таким образом, в минералах, содержащих калий, постепенно накапливается ⁴⁰Ar, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

Вероятные источники происхождения изотопов ³⁶Ar и ³⁸Ar — неустойчивые продукты спонтанного деления тяжёлых ядер, а также реакции захвата нейтронов и альфа-частиц ядрами лёгких элементов, содержащихся в урано-ториевых минералах.

Подавляющая часть космического аргона состоит из изотопов ³⁶Ar и ³⁸Ar. Это вызвано тем обстоятельством, что калий распространён в космосе примерно в 50 000 раз меньше, чем аргон (на Земле калий преобладает над аргоном в 660 раз). Примечателен произведенный геохимиками подсчёт: вычтя из аргона земной атмосферы радиогенный ⁴⁰Ar, они получили изотопный состав, очень близкий к составу космического аргона^[7].

Получение

В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот. При температуре −185,9 °C аргон конденсируется, при −189,4 °C — кристаллизуется.

Применение

Заполненная аргоном и парами ртути газоразрядная трубка

Ниже перечислены области применения аргона:

• в аргоновых лазерах
• в лампах накаливания и при заполнении внутреннего пространства стеклопакетов
• в качестве защитной среды при сварке (дуговой, лазерной, контактной и т. п.) как металлов (например, титана), так и неметаллов
• в качестве плазмаобразователя в плазматронах при сварке и резке
• в пищевой промышленности аргон зарегистрирован в качестве пищевой добавки E938, в качестве пропеллента и упаковочного газа
• в качестве огнетушащего вещества в газовых установках пожаротушения
• в медицине во время операций для очистки воздуха и разрезов, так как аргон почти не образует химических соединений
• в качестве составной части атмосферы эксперимента Марс-500^[9] с целью снижения уровня кислорода для предотвращения пожара на борту космического корабля при путешествии на Марс
• из-за низкой теплопроводности аргон применяется в дайвинге для поддува сухих гидрокостюмов, однако есть ряд недостатков:

• высокая цена газа (кроме этого нужна отдельная система для аргона)

Биологическая роль

Аргон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие

Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотический эффект от вдыхания аргона проявляется только при барометрическом давлении свыше 0,2 МПа^[10].

Содержание аргона в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии (в результате кислородного голодания)^[11].

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Аргон

Аргон
Атомный номер	18
Внешний вид простого вещества	инертный газ без цвета, вкуса и запаха
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	39,948 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	? (71)[1]пм
Энергия ионизации (первый электрон)	1519,6(15,75) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s2 3p6
Химические свойства
Ковалентный радиус	106 пм
Радиус иона	154 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	0,0
Электродный потенциал	0
Степени окисления	0
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность	(при -186 °C) 1,40 г/см³
Молярная теплоёмкость	20,79[2]Дж/(K·моль)
Теплопроводность	0,0177 Вт/(м·K)
Температура плавления	83,8 K
Теплота плавления	n/a кДж/моль
Температура кипения	87,3 K
Теплота испарения	6,52 кДж/моль
Молярный объём	24,2 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая гранецентрированая
Параметры решётки	5,260 Å
Отношение c/a	—
Температура Дебая	85 K

Ar	18
39,948
[Ne]3s23p6
Аргон

Аргон — элемент главной подгруппы восьмой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 18. Обозначается символом Ar (лат. Argon). Третий по распространённости элемент в земной атмосфере (после азота и кислорода) — 0,93 % по объёму. Простое вещество аргон (CAS-номер: 7440–37–1) — инертный одноатомный газ без цвета, вкуса и запаха.

История

Схема атома аргона

История открытия аргона начинается в 1785 году, когда английский физик и химик Генри Кавендиш, изучая состав воздуха, решил установить, весь ли азот воздуха окисляется. С помощью электрофорной машины в течение многих недель он подвергал воздействию электрического разряда смесь воздуха с кислородом в U-образных трубках, в результате чего в них образовывались все новые порции бурых окислов азота, которые исследователь периодически растворял в щёлочи. Через некоторое время образование окислов прекращалось, но, после связывания оставшегося кислорода, оставался газовый пузырь, объём которого не уменьшался при длительном воздействии электрических разрядов в присутствии кислорода. Кавендиш оценил объём оставшегося газового пузыря в 1/120 от первоначального объёма воздуха[4][5]. Разгадать загадку пузыря Кавендиш не смог, поэтому прекратил свое исследование, и даже не опубликовал его результатов. Только спустя много лет английский физик Джеймс Максвелл собрал и опубликовал неизданные рукописи и лабораторные записки Кавендиша.

 

Дальнейшая история открытия аргона связана с именем Рэлея, который несколько лет посвятил исследованиям плотности газов, особенно азота. Оказалось, что литр азота, полученного из воздуха, весил больше литра «химического» азота (полученного путём разложения какого-либо азотистого соединения, например, закиси азота, окиси азота, аммиака, мочевины или селитры) на 1,6 мг (вес первого был равен 1,2521, а второго 1,2505 г). Эта разница была не так уж мала, чтобы можно было её отнести на счет ошибки опыта. К тому же она постоянно повторялась независимо от источника получения химического азота

 

Не придя к разгадке, осенью 1892 года Рэлей в журнале «Nature» опубликовал письмо к учёным, с просьбой дать объяснение тому факту, что в зависимости от способа выделения азота он получал разные величины плотности. Письмо прочли многие учёные, однако никто не был в состоянии ответить на поставленный в нём вопрос.

 

У известного уже в то время английского химика Уильяма Рамзая также не было готового ответа, но он предложил Рэлею свое сотрудничество. Интуиция побудила Рамзая предположить, что азот воздуха содержит примеси неизвестного и более тяжелого газа, а Дьюар обратил внимание Рэлея на описание старинных опытов Кавендиша (которые уже были к этому времени опубликованы)

 

Пытаясь выделить из воздуха скрытую составную часть, каждый из учёных пошел своим путём. Рэлей повторил опыт Кавендиша в увеличенном масштабе и на более высоком техническом уровне. Трансформатор под напряжением 6000 вольт посылал в 50-литровый колокол, заполненный азотом, сноп электрических искр. Специальная турбина создавала в колоколе фонтан брызг раствора щёлочи, поглощающих окислы азота и примесь углекислоты. Оставшийся газ Рэлей высушил, и пропустил через фарфоровую трубку с нагретыми медными опилками, задерживающими остатки кислорода. Опыт длился несколько дней

 

Рамзай воспользовался открытой им способностью нагретого металлического магния поглощать азот, образуя твёрдый нитрид магния. Многократно пропускал он несколько литров азота через собранный им прибор. Через 10 дней объём газа перестал уменьшаться, следовательно, весь азот оказался связанным. Одновременно путём соединения с медью был удален кислород, присутствовавший в качестве примеси к азоту. Этим способом Рамзаю в первом же опыте удалось выделить около 100 см³ нового газа.

 

Итак, был открыт новый элемент. Стало известно, что он тяжелее азота почти в полтора раза и составляет 1/80 часть объёма воздуха. Рамзай при помощи акустических измерений нашёл, что молекула нового газа состоит из одного атома — до этого подобные газы в устойчивом состоянии не встречались. Отсюда следовал очень важный вывод — раз молекула одноатомна, то, очевидно, новый газ представляет собой не сложное химическое соединение, а простое вещество.

 

Много времени затратили Рамзай и Рэлей на изучение его реакционной способности по отношению ко многим химически активным веществам. Но, как и следовало ожидать, пришли к выводу: их газ совершенно недеятелен. Это было ошеломляюще — до той поры не было известно ни одного настолько инертного вещества.

 

Большую роль в изучении нового газа сыграл спектральный анализ. Спектр выделенного из воздуха газа с его характерными оранжевыми, синими и зелёными линиями резко отличался от спектров уже известных газов. Уильям Крукс, один из виднейших спектроскопистов того времени, насчитал в его спектре почти 200 линий. Уровень развития спектрального анализа на то время не дал возможности определить, одному или нескольким элементам принадлежал наблюдаемый спектр. Несколько лет спустя выяснилось, что Рамзай и Рэлей держали в своих руках не одного незнакомца, а нескольких — целую плеяду инертных газов.

 

7 августа 1894 года в Оксфорде, на собрании Британской ассоциации физиков, химиков и естествоиспытателей, было сделано сообщение об открытии нового элемента, который был назван аргоном. В своём докладе Рэлей утверждал, что в каждом кубическом метре воздуха присутствует около 15 г открытого газа (1,288 вес. %). Слишком невероятен был тот факт, что несколько поколений ученых не заметили составной части воздуха, да еще и в количестве целого процента! В считанные дни десятки естествоиспытателей из разных стран проверили опыты Рамзая и Рэлея. Сомнений не оставалось: воздух содержит аргон.

 

Через 10 лет, в 1904 году, Рэлей за исследования плотностей наиболее распространнённых газов и открытие аргона получает Нобелевскую премию по физике, а Рамзай за открытие в атмосфере различных инертных газов — Нобелевскую премию по химии.

Происхождение названия

По предложению доктора Медана (председателя заседания, на котором был сделан доклад об открытии) Рэлей и Рамзай дали новому газу имя «аргон» (от греч. αργός — ленивый, медленный, неактивный). Это название подчеркивало важнейшее свойство элемента — его химическую неактивность.

Распространённость

Во Вселенной

Содержание аргона в мировой материи оценивается приблизительно в 0,02 % по массе.

Аргон (вместе с неоном) наблюдается на некоторых звездах и в планетарных туманностях. В целом его в космосе больше, чем кальция, фосфора, хлора, в то время как на Земле существуют обратные отношения.

Земная кора

Аргон — третий по содержанию после азота и кислорода компонент воздуха, его среднестатистическое содержание в атмосфере Земли составляет 0,934 % по объему и 1,288 % по массе, его запасы в атмосфере оцениваются в 4·10¹⁴ т. Аргон — самый распространённый инертный газ в земной атмосфере, в 1 м³ воздуха содержится 9,34 л аргона (для сравнения: в том же объеме воздуха содержится 18,2 см³ неона, 5,2 см³ гелия, 1,1 см³ криптона, 0,09 см³ ксенона).

Содержание аргона в литосфере — 4·10^-6 % по массе. В каждом литре морской воды растворено 0,3 см³ аргона, в пресной воде его содержится 5,5·10^-5 — 9,7·10^-5 %. Его содержание в Мировом океане оценивается в 7,5·10¹¹ т, а в изверженных породах земной оболочки — 16,5·10¹¹ т.

Определение

Качественно аргон обнаруживают с помощью эмиссионного спектрального анализа, основные характеристические линии — 434,80 и 811,53 нм. При количественном определении сопутствующие газы (O₂, N₂, H₂, CO₂) связываются специфичными реагентами (Ca, Cu, MnO, CuO, NaOH) или отделяются с помощью поглотителей (например, водных растворов органических и неорганических сульфатов). Отделение от других инертных газов основано на различной адсорбируемости их активным углём. Используются методы анализа, основанные на измерении различных физических свойств (плотности, теплопроводности и др.), а также масс-спектрометрические и хроматографические методы анализа.

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

Химические свойства

Пока известны только 2 химических соединения аргона — гидрофторид аргона и CU(Ar)O, которые существуют при очень низких температурах. Кроме того, аргон образует эксимерные молекулы, то есть молекулы, у которых устойчивы возбужденные электронные состояния и неустойчиво основное состояние. Есть основания считать, что исключительно нестойкое соединение Hg—Ar, образующееся в электрическом разряде, — это подлинно химическое (валентное) соединение. Не исключено, что будут получены другие валентные соединения аргона с фтором и кислородом, которые тоже должны быть крайне неустойчивыми. Например, при электрическом возбуждении смеси аргона и хлора возможна газофазная реакция с образованием ArCl.

Также 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 кристаллической решётке молекулами вещества-хозяина.

Соединение CU(Ar)O получено из соединения урана с углеродом и кислородом CUO. Вероятно существование соединений со связями Ar-Si и Ar-C: FArSiF₃ и FArCCH.

Изотопы

Аргон представлен в земной атмосфере тремя стабильными изотопами: ³⁶Ar (0,337 %), ³⁸Ar (0,063 %), ⁴⁰Ar (99,600 %). Почти вся масса тяжёлого изотопа ⁴⁰Ar возникла на Земле в результате распада радиоактивного изотопа калия ⁴⁰K (содержание этого изотопа в изверженных породах в среднем составляет 3,1 г/т). Распад радиоактивного калия идёт по двум направлениям одновременно:

Первый процесс (обычный β-распад) протекает в 88 % случаев и ведет к возникновению стабильного изотопа кальция. Во втором процессе, где участвуют 12 % атомов, происходит электронный захват, в результате чего образуется тяжёлый изотоп аргона. Одна тонна калия, содержащегося в горных породах или водах, в течение года генерирует приблизительно 3100 атомов аргона. Таким образом, в минералах, содержащих калий, постепенно накапливается 40Ar, что позволяет измерять возраст горных пород; калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии.

 

Вероятные источники происхождения изотопов 36Ar и 38Ar — неустойчивые продукты спонтанного деления тяжёлых ядер, а также реакции захвата нейтронов и альфа-частиц ядрами лёгких элементов, содержащихся в урано-ториевых минералах.

 

Подавляющая часть космического аргона состоит из изотопов 36Ar и 38Ar. Это вызвано тем обстоятельством, что калий распространён в космосе примерно в 50 000 раз меньше, чем аргон (на Земле калий преобладает над аргоном в 660 раз). Примечателен произведенный геохимиками подсчёт: вычтя из аргона земной атмосферы радиогенный 40Ar, они получили изотопный состав, очень близкий к составу космического аргона.

Получение

В промышленности аргон получают как побочный продукт при крупномасштабном разделении воздуха на кислород и азот. При температуре −185,9°C аргон конденсируется, при −189,4°С — кристаллизуется.

Применение

Заполненная аргоном и парами ртути газоразрядная трубка

Применения аргона:

• в аргоновых лазерах
• в лампах накаливания и при заполнении внутреннего пространства стеклопакетов
• в качестве защитной среды при сварке (дуговой, лазерной, контактной и т. п.) как металлов, так и неметаллов
• в качестве плазмаобразователя в плазматронах при сварке и резке
• в пищевой промышленности аргон зарегистрирован в качестве пищевой добавки E938, в качестве пропеллента и упаковочного газа
• в качестве огнетушащего вещества в газовых установках пожаротушения

Биологическая роль

Аргон не играет никакой биологической роли.

Физиологическое действие

Инертные газы обладают физиологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм. Наркотический эффект от вдыхания аргона проявляется только при барометрическом давлении свыше 0,2 МПа..

 

Содержание аргона в высоких концентрациях во вдыхаемом воздухе может вызвать головокружение, тошноту, рвоту, потерю сознания и смерть от асфиксии (в результате кислородного голодания).

himsnab-spb.ru