ARGON: POVIJEST, STRUKTURA, SVOJSTVA, UPOTREBE - KEMIJA - 2026

Argon je jedan od plemenitih plinova u periodnom sustavu i čini oko 1% Zemljine „s atmosferom. Predstavljen je kemijskim simbolom Ar, elementom koji ima atomsku masu jednaku 40 za svoj najobilniji izotop na Zemlji (⁴⁰ Ar); ostali izotopi su ³⁶ Ar (najzastupljeniji u svemiru), ³⁸ Ar i radioizotop ³⁹ Ar.

Naziv potječe od grčke riječi 'argos', što znači neaktivan, spor ili u praznom hodu, jer se sastojao od mjerljivog udjela zraka koji nije reagirao. Dušik i kisik međusobno reagiraju na toplinu električne iskre, tvoreći dušikove okside; ugljični dioksid s osnovnom otopinom NaOH; ali Ar, bez ičega.

Ljubičasti sjaj žarišta karakterističan za ionizirane atome argona. Izvor: Wikigian

Argon je bezbojni plin bez mirisa i okusa. To je jedan od rijetkih plinova koji ne pokazuje promjenu boje prilikom kondenzacije, zbog čega je bezbojna tekućina poput plina; isto se događa i s njegovom kristalnom krutinom.

Drugo njegovo glavno obilježje je emisija ljubičaste svjetlosti ako se zagrijava unutar električne cijevi za pražnjenje (gornja slika).

Iako je inertni plin (iako nije pod posebnim uvjetima), a nedostaje mu i biološka aktivnost, može istisnuti kisik iz zraka što uzrokuje gušenje. Neki aparati za gašenje požara zapravo to koriste u svoju korist kako bi ugušili plamen uskraćujući im kisik.

Njegova kemijska inertnost pogoduje njegovoj primjeni kao atmosfere za reakcije čije su vrste osjetljive na kisik, vodenu paru i dušik. Također nudi način skladištenja i izrade metala, legura ili poluvodiča.

Povijest njegovog otkrića

Godine 1785. Henry Cavendish, istražujući dušik u zraku, nazvan "flogicizirani zrak", zaključio je da bi dio dušika mogao biti inertna komponenta.

Više od jednog stoljeća kasnije, 1894., britanski znanstvenici Lord Rayleigh i sir William Ramsey otkrili su da je dušik pripremljen uklanjanjem kisika iz atmosferskog zraka 0,5% teži od dušika dobivenog iz nekih spojeva; na primjer amonijak.

Istraživači su sumnjali na prisutnost drugog plina u atmosferskom zraku pomiješanom s dušikom. Kasnije je potvrđeno da je preostali plin nakon uklanjanja dušika iz atmosferskog zraka bio inertni plin koji je danas poznat kao Argon.

To je bio prvi inertni plin izoliran na Zemlji; otuda i njegovo ime, jer argon znači lijen, neaktivan. Međutim, već 1868. spektroskopskim istraživanjima otkrivena je prisutnost helija na suncu.

F. Newall i WN Hartley, 1882., primijetili su emisione vodove, koji mogu odgovarati argonu, a koji nisu odgovarali onima drugih poznatih elemenata.

Struktura argona

Argon je plemeniti plin i posljedično je potpuno ispunjena orbitala posljednje razine energije; to jest, njegova valentna ljuska ima osam elektrona. Međutim, porast broja elektrona ne umanjuje rastuću silu privlačenja koju vrši jezgro; i stoga su njeni atomi najmanje iz svakog razdoblja.

Rečeno je da se atomi argona mogu vizualizirati kao "mramorni" s visoko komprimiranim oblacima elektrona. Elektroni se kreću homogeno kroz sve ispunjene orbitale, što polarizaciju čini malo vjerojatnom; to jest, regija s relativnim nedostatkom elektrona potječe.

Zbog toga su londonske sile raspršivanja posebno za argon, a polarizacija će imati koristi samo ako se povećava atomski radijus i / ili atomska masa. Zato je argon plin koji se kondenzira na -186ºC.

Granatiranjem plina vidjet će se da njegovi atomi ili mramori jedva ostaju zajedno, bez ikakvih vrsta Ar-Ar kovalentnih veza. Međutim, ne može se zanemariti da takvi mramori mogu dobro komunicirati s drugim apolarnim molekulama; na primjer, CO ₂, N ₂, Ne, CH ₄, sve prisutne u sastavu zraka.

kristali

Atomi argona počinju usporavati kako temperatura pada na oko -186 ° C; tada se događa kondenzacija. Sada intermolekularne sile postižu veću učinkovitost, jer je udaljenost između atoma manja i daje vrijeme za nekoliko trenutnih dipola ili polarizacija.

Ovaj tekući argon je nered i nepoznato je kako se točno mogu rasporediti njegovi atomi.

Kako se temperatura još više spušta, spuštajući se na -189ºC (samo tri stupnja niža), argon počinje kristalizirati u bezbojni led (donja slika). Možda je termodinamički led stabilniji od argonovog leda.

Topi se led argona. Izvor: Nije naveden autor čitljiv autor. Deglr6328 ~ commonswiki pretpostavljeni (na temelju tvrdnji o autorskim pravima).

U ovom kristalu leda ili argona njegovi atomi usvajaju uređenu kubičnu (fcc) strukturu usmjerenu u lice. Takav je učinak njihovih slabih interakcija na ovim temperaturama. Pored ove strukture, može oblikovati i šesterokutne, kompaktnije kristale.

Šesterokutne kristali se preferiraju kada je argon kristalizira u prisutnosti malih količina O ₂, N _2, i CO. Kada se deformiraju, prelaze u kubičnu fazu u središtu lica, najstabilnija struktura za čvrsti argon.

Elektronska konfiguracija

Konfiguracija elektrona za argon je:

3s ² 3p ⁶

Što je isto za sve izotope. Imajte na umu da je njegov vaktalni oktet potpun: 2 elektrona u 3s orbitali i 6 u 3p orbitali, dodajući do 8 elektrona.

Teoretski i eksperimentalno, argon može pomoću svojih 3D orbitala formirati kovalentne veze; ali potreban je visok pritisak da bi ga "prisilili".

Svojstva

Fizički opis

To je bezbojni plin koji kada je izložen električnom polju dobiva ljubičasto-ljubičasti sjaj.

Atomska težina

39,79 g / mol

Atomski broj

18

Talište

83,81 K (-189,34 ºC, -308,81 ºF)

Vrelište

87.302 K (-185.848 ºC, -302.526 ºF)

Božanstvo

1,784 g / L

Gustoća pare

1,38 (u odnosu na zrak uzet kao 1).

Topljivost plina u vodi

33,6 cm ³ / kg. Ako argon kao vrlo hladan ukapljeni plin dođe u kontakt s vodom, dolazi do silovitog vrenja.

Topljivost u organskim tekućinama

Topljiv.

Toplina fuzije

1,18 kJ / mol

Toplina isparavanja

8,53 kJ / mol

Koeficijent razdvajanja oktanol / voda

Zapis P = 0,94

Energija ionizacije

Prva razina: 1,520,6 kJ / mol

Druga razina: 2.665,8 kJ / mol

Treća razina: 3.931 kJ / mol

Odnosno, energije potrebne za dobivanje kationa između Ar ⁺ i Ar ³⁺ u plinskoj fazi.

Reaktivnost

Argon je plemeniti plin i zato je njegova reaktivnost gotovo nula. Fotoliza fluorovodika u krutom matriksu argona pri temperaturi od 7,5 K (vrlo blizu apsolutne nule) stvara argon fluorohidrid, HArF.

Može se kombinirati s nekim elementima da bi se dobio stabilni razred s beta-hidrokinonom. Pored toga, može tvoriti spojeve s visoko elektromagnetskim elementima, kao što su O, F i Cl.

Prijave

Većina primjena argona temelji se na činjenici da se pomoću inertnog plina može uspostaviti okruženje za razvoj niza industrijskih aktivnosti.

industrijski

-Argon se koristi za stvaranje okruženja za lučno zavarivanje metala, izbjegavajući štetno djelovanje koje može proizvesti prisutnost kisika i dušika. Koristi se i kao prekrivajuće sredstvo za oplemenjivanje metala poput titana i cirkonija.

- Žarulje sa žarnom niti se obično pune argonom kako bi zaštitile svoje niti i produžile vijek trajanja. Također se koristi u fluorescentnim cijevima sličnim neonskim; ali, oni emitiraju plavo-ljubičastu svjetlost.

-Koristi se u postupku dekarburizacije nehrđajućeg čelika i kao potisni plin u aerosolima.

-Koristi se u ionizacijskim komorama i u brojačima čestica.

-Takođe u korištenju različitih elemenata za doping poluvodiča.

-Omogućuje stvaranje atmosfere za rast kristala silicija i germanija koji se široko koriste u području elektronike.

- Njegova niska toplinska vodljivost korisno je koristiti se kao izolator između staklenih listova nekih prozora.

-Koristi se za čuvanje hrane i drugih materijala koji su izloženi pakiranju, jer ih štiti od kisika i vlage koji mogu štetno utjecati na sadržaj ambalaže.

liječnici

-Argon se koristi u kriohirurgiji za uklanjanje karcinoma. U ovom se slučaju argon ponaša poput kriogene tekućine.

-Koristi se u medicinskoj laserskoj opremi za ispravljanje različitih oštećenja oka, poput: krvarenja u krvnim žilama, odvajanja mrežnice, glaukoma i degeneracije makule.

U laboratorijskoj opremi

-Argon se koristi u mješavinama helija i nena na Geiger-ovim brojačima radioaktivnosti.

-Koristi se kao plin za skidanje plinske kromatografije.

- Raspršuje materijale koji prekrivaju uzorak podvrgnut skenirajućim elektronskim mikroskopijama.

Gdje se nalazi?

Argon se nalazi kao dio atmosferskog zraka, koji čini oko 1% atmosferske mase. Atmosfera je glavni industrijski izvor za izolaciju ovog plina. Izolira se postupkom kriogene frakcijske destilacije.

S druge strane, u Kozmosu zvijezde stvaraju ogromne količine argona tijekom nuklearne fuzije silicija. Može se nalaziti i u atmosferi drugih planeta, poput Venere i Marsa.

Reference

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) Kristalne strukture argona i njegovih legura. U: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Fizika niskih temperatura LT9. Springer, Boston, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (21. ožujka 2019.). 10 činjenica o argonu - Ar ili atomski broj 18. Očuvano od: misao.com
3. Todd Helmenstine. (31. svibnja 2015.). Argonove činjenice. Oporavilo sa: sciencenotes.org
4. Li, X. i sur. (2015). Stabilni litij-argonski spojevi pod visokim tlakom. Sci. Rep. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Kraljevsko društvo za kemiju. (2019). Periodna tablica: argon. Oporavak od: rsc.org
6. Dr. Doug Stewart. (2019). Činjenice elementa Argona. Chemicool. Oporavilo od: chemicool.com
7. Cubbon Katherine. (2015., 22. srpnja). Kemija argona (Z = 18). Libreteksti kemije. Oporavak od: chem.libretexts.org
8. Wikipedia. (2019). Argon. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
9. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2019). Argon. PubChem baza podataka. CID = 23968. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov