АРГОН: ИСТОРИЈА, СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Аргон је један од племенитих гасова у периодном систему и представља око 1% од земљине 'с атмосферу. Представљен је хемијским симболом Ар, елементом који има атомску масу једнаку 40 за свој најобилнији изотоп на Земљи ( ⁴⁰ Ар); остали изотопи су ³⁶ Ар (најзаступљенији у Универзуму), ³⁸ Ар и радиоизотоп ³⁹ Ар.

Његово име потиче од грчке речи 'аргос', што значи неактиван, спор или у празном ходу, јер је сачињавао мерљиви део ваздуха који није реаговао. Азот и кисеоник међусобно реагују на топлоту електричне искре, формирајући азотне оксиде; угљен диоксид са базичним раствором НаОХ; али Ар, без ичега.

Љубичасти одсјај сјаја карактеристичан за јонизоване атоме аргона. Извор: Викигиан

Аргон је безбојни гас без мириса и укуса. То је један од ретких гасова који не показује промену боје приликом кондензације, због чега је безбојна течност попут гаса; исто се дешава и са његовом кристалном чврстом супстанцом.

Још једна од његових главних карактеристика је емисија љубичасте светлости када се загрева унутар електричне цеви за пражњење (горња слика).

Иако је инертан гас (иако није под посебним условима), а такође му недостаје биолошка активност, може избацити кисеоник из ваздуха што изазива гушење. Неки апарати за гашење пожара заправо то користе у своју корист како би угушили пламен ускраћујући им кисеоник.

Његова хемијска инертност погодује његовој примени у атмосфери за реакције чије су врсте осетљиве на кисеоник, водену пару и азот. Такође нуди средства за складиштење и производњу метала, легура или полуводича.

Историја његовог открића

1785. године, Хенри Цавендисх, истражујући азот у ваздуху, зван "флогицирани ваздух", закључио је да један део азота може бити инертна компонента.

Више од једног века касније, 1894. године, британски научници Лорд Раилеигх и сир Виллиам Рамсеи открили су да је азот припремљен елиминацијом кисеоника из атмосферског ваздуха 0,5% тежи од азота добијеног из неких једињења; на пример амонијак.

Истраживачи су сумњали на присуство другог гаса у атмосферском ваздуху помешаном са азотом. Касније је потврђено да је преостали гас после уклањања азота из атмосферског ваздуха био инертан гас који је данас познат као Аргон.

То је био први инертни гас изолован на Земљи; отуда и његово име, јер аргон значи лен, неактиван. Међутим, већ 1868. године спектроскопским истраживањима откривено је присуство хелија на сунцу.

Ф. Невалл и ВН Хартлеи су 1882. године приметили емисионе водове, вероватно одговарају аргону, који нису одговарали линијама осталих познатих елемената.

Структура аргона

Аргон је племенити гас и, према томе, потпуно су испуњене орбите последњег нивоа енергије; то јест, његова валентна љуска има осам електрона. Међутим, пораст броја електрона не делује против повећања силе привлачења коју врши језгро; и зато су њени атоми најмањи у сваком периоду.

Речено је да се атоми аргона могу визуализовати као "мермери" са високо компресованим облацима електрона. Електрони се хомогено крећу кроз све испуњене орбитале, чинећи поларизацију мало вероватном; то јест, регија са релативним недостатком електрона потиче.

Због тога су лондонске силе распршивања посебно за аргон, а поларизација ће имати користи само ако се повећава атомски радијус и / или атомска маса. Зато је аргон гас који се кондензује на -186ºЦ.

Гранатирањем гаса видеће се да његови атоми или мермери једва остају заједно, у одсуству било које врсте Ар-Ар ковалентних веза. Међутим, не може се занемарити да овакви мермери могу добро комуницирати са другим аполарним молекулама; На пример, ЦО ₂ , Н ₂ , Не, ЦХ ₄ , свих присутних у саставу ваздуха.

Кристали

Атоми аргона почињу да успоравају како температура пада на око -186 ° Ц; тада се догађа кондензација. Сада интермолекуларне силе постају ефикасније, јер је удаљеност између атома мања и то даје време за неколико тренутних дипола или поларизација.

Овај течни аргон је неред и непознато је како тачно могу бити распоређени његови атоми.

Како се температура још више спушта, спуштајући се на -189ºЦ (само три степена нижа), аргон почиње да се кристализује у безбојни лед (доња слика). Можда је термодинамички лед стабилнији од аргоновог леда.

Топи се лед аргона. Извор: Није наведен аутор читљив аутор. Деглр6328 ~ цоммонсвики претпостављен (на основу тврдњи о ауторским правима).

У овом леденом или аргонском кристалу, његови атоми усвајају уређену кубичну (фцц) структуру усмјерену на лице. Такав је ефекат њихових слабих интеракција на овим температурама. Поред ове структуре, он може формирати и шестерокутне, компактније кристале.

Хекагонал кристали су фаворизовани приликом аргон кристалише у присуству малих количина О ₂ , Н _2, и ЦО. Када се деформишу, они прелазе у кубичну фазу у средиште лица, најстабилнију структуру чврстог аргона.

Електронска конфигурација

Конфигурација електрона за аргон је:

3с ² 3п ⁶

Што је исто за све изотопе. Имајте на уму да је његов вактуални октет потпун: 2 електрона у 3с орбитали и 6 у 3п орбитали, додајући до 8 електрона.

Теоретски и експериментално, аргон може да користи своје 3Д орбитале за формирање ковалентних веза; али потребан је висок притисак да би се то "натерало".

Својства

Физички опис

То је безбојни гас који, када је изложен електричном пољу, поприми љубичасто-љубичасти сјај.

Атомска маса

39.79 г / мол

Атомски број

18

Тачка топљења

83,81 К (-189,34 ºЦ, -308,81 ºФ)

Тачка кључања

87,302 К (-185,848 ºЦ, -302,526 ºФ)

Божанство

1,784 г / л

Густина паре

1,38 (у односу на ваздух узет као 1).

Растворљивост гаса у води

33,6 цм ³ / кг. Ако аргон као веома хладан течни гас дође у контакт са водом, долази до силовитог кључања.

Растворљивост у органским течностима

Растворљиво.

Топлина фузије

1,18 кЈ / мол

Топлина испаравања

8,53 кЈ / мол

Коефицијент раздвајања октанол / вода

Лог П = 0,94

Енергија јонизације

Први ниво: 1,520,6 кЈ / мол

Други ниво: 2.665.8 кЈ / мол

Трећи ниво: 3,931 кЈ / мол

Односно, енергије потребне за добијање катиона између Ар ⁺ и Ар ³⁺ у гасној фази.

Реактивност

Аргон је племенити гас и зато је његова реактивност скоро нула. Фотолиза флуороводика у чврстом матриксу аргона на температури од 7,5 К (врло близу апсолутне нуле) ствара аргон флуорохидрид, ХАрФ.

Може се комбиновати са неким елементима да би се добила стабилна класа са бета-хидрокиноном. Поред тога, може да формира једињења са високо-електромагнетним елементима, као што су О, Ф и Цл.

Апликације

Већина примена аргона заснива се на чињеници да се помоћу инертног гаса може успоставити окружење за развој низа индустријских активности.

Индустриал

-Аргон се користи за стварање окружења за лучно заваривање метала, избегавајући штетно деловање које може да произведе присуство кисеоника и азота. Такође се користи као заштитно средство при рафинирању метала попут титанијума и цирконијума.

- Жаруље са жарном нити се обично пуне аргоном како би заштитиле своје нити и продужиле век трајања. Такође се користи у флуоресцентним цевима сличним неонским; али, они емитују плаво љубичасту светлост.

-Користи се у процесу декарбуризације нерђајућег челика и као потисни гас у аеросолима.

- Користи се у јонизацијским коморама и у бројачима честица.

-Такође у употреби различитих елемената за допинг полуводича.

-Омогућава стварање атмосфере за раст кристала силицијума и германијума, широко коришћених у пољу електронике.

- Његова ниска топлотна проводљивост је корисна да се користи као изолатор између стаклених листова неких прозора.

-Користи се за чување хране и других материјала који су изложени паковању, јер их штити од кисеоника и влаге који могу штетно утицати на садржај амбалаже.

Лекари

-Аргон се користи у криохирургији за уклањање карцинома. У овом случају, аргон се понаша попут криогене течности.

-Користи се у медицинској ласерској опреми за исправљање различитих оштећења ока, као што су: крварење у крвним судовима, одвајање мрежнице, глауком и дегенерација макуле.

У лабораторијској опреми

-Аргон се користи у смешама са хелијумом и неоном на Геигер-овим бројачима радиоактивности.

-Користи се као гас за скидање гасне хроматографије.

-Разликује материјале који покривају узорак подвргнут скенирајућој електронској микроскопији.

Где се налази?

Аргон се налази као део атмосферског ваздуха, који чини око 1% атмосферске масе. Атмосфера је главни индустријски извор за изолацију овог гаса. Изолише се поступком криогене фракцијске дестилације.

Са друге стране, у космосу звезде стварају огромне количине аргона током нуклеарне фузије силицијума. Такође се може налазити у атмосфери других планета, попут Венере и Марса.

Референце

1. Барретт ЦС, Меиер Л. (1965) Кристалне структуре аргона и његових легура. У: Даунт ЈГ, Едвардс ДО, Милфорд ФЈ, Иакуб М. (едс) Физика ниских температура ЛТ9. Спрингер, Бостон, МА.
2. Хелменстине, др Анне Марие (21. марта 2019). 10 чињеница о аргону - Ар или атомски број 18. Очувано од: мисел.рс
3. Тод Хелменстине. (31. маја 2015.). Аргон чињенице. Опоравак од: сциенценотес.орг
4. Ли, Кс. и др. (2015). Стабилна једињења литијум-аргона под високим притиском. Сци. Реп. 5, 16675; дои: 10.1038 / среп16675.
5. Краљевско хемијско друштво. (2019). Периодна табела: аргон. Опоравак од: рсц.орг
6. Др Доуг Стеварт. (2019). Чињенице елемента Аргона. Цхемицоол. Опоравак од: цхемицоол.цом
7. Цуббон Катхерине. (2015., 22. јула). Хемија аргона (З = 18). Цхемистри Либретектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
8. Википедиа. (2019). Аргон. Опоравак од: ен.википедиа.орг
9. Национални центар за информације о биотехнологији. (2019). Аргон. ПубЦхем база података. ЦИД = 23968. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов