ARGONAS: ISTORIJA, STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Argono yra vienas iš inertinių dujų periodinės lentelės ir yra apie 1% žemės 's atmosferoje. Jį žymi cheminis simbolis Ar - elementas, kurio atominė masė yra lygi 40 jo gausiausiam izotopui Žemėje ( ⁴⁰ Ar); kiti izotopai yra ³⁶ Ar (gausiausias Visatoje), ³⁸ Ar ir radioizotopas ³⁹ Ar.

Jo pavadinimas kilo iš graikų kalbos žodžio „argos“, kuris reiškia neaktyvų, lėtą arba laisvąja eiga, nes jis sudarė išmatuojamą oro dalį, kuri nereagavo. Azotas ir deguonis reaguoja tarpusavyje į elektros kibirkšties šilumą, sudarydami azoto oksidus; anglies dioksidas su baziniu NaOH tirpalu; bet Ar, be nieko.

Purpurinis švytėjimas, būdingas jonizuotiems argono atomams. Šaltinis: Wikigian

Argonas yra bespalvės dujos, neturinčios nei kvapo, nei skonio. Tai yra viena iš nedaugelio dujų, kurios kondensacijos metu nepasikeičia spalva, todėl jos bespalvis skystis, kaip ir dujos; tas pats atsitinka su jo kristaline kieta medžiaga.

Kita pagrindinė jo charakteristika yra violetinės šviesos skleidimas kaitinant elektros iškrovos vamzdyje (viršutinis vaizdas).

Nors tai yra inertinės dujos (nors ir ne ypatingomis sąlygomis), be to, jos neturi biologinio aktyvumo, jos gali išstumti deguonį iš oro ir sukelti uždusimą. Kai kurie gesintuvai iš tikrųjų naudoja tai savo naudai, norėdami užgniaužti liepsną, atimdami deguonį.

Dėl jo cheminio inertiškumo jis gali būti naudojamas kaip atmosfera tokioms reakcijoms, kurių rūšys yra jautrios deguoniui, vandens garams ir azotui. Tai taip pat siūlo metalų, lydinių ar puslaidininkių laikymo ir gamybos priemones.

Jo atradimo istorija

1785 m. Henris Cavendishas, ​​tirdamas azoto kiekį ore, vadinamą „flogisticized air“, padarė išvadą, kad dalis azoto gali būti inertiška sudedamoji dalis.

Praėjus daugiau nei šimtmečiui, 1894 m., Britų mokslininkai lordas Rayleigh ir seras Williamas Ramsey atrado, kad azotas, paruoštas pašalinant deguonį iš atmosferos oro, buvo 0,5% sunkesnis nei azotas, gautas iš kai kurių junginių; pavyzdžiui, amoniakas.

Tyrėjai įtarė, kad atmosferos ore, sumaišytame su azotu, yra kitos dujos. Vėliau buvo patikrinta, ar likusios dujos pašalinus azotą iš atmosferos oro, yra inertinės dujos, kurios dabar žinomos kaip argonas.

Tai buvo pirmosios inertinės dujos, išskirtos Žemėje; taigi jo pavadinimas, nes argonas reiškia tingų, neaktyvų. Tačiau spektroskopiniais tyrimais jau 1868 m. Helio buvimas saulėje buvo nustatytas.

F. Newallas ir WN Hartley 1882 m. Stebėjo išmetamųjų teršalų linijas, galbūt atitinkančias argoną, kurios neatitiko kitų žinomų elementų.

Argono struktūra

Argonas yra tauriosios dujos, todėl jo paskutiniojo energijos lygio orbitos yra visiškai užpildytos; tai yra, jo valentinis apvalkalas turi aštuonis elektronus. Vis dėlto elektronų skaičiaus padidėjimas neprieštarauja didėjančiai traukos jėgai, kurią veikia branduolys; todėl jos atomai yra mažiausi kiekvienu laikotarpiu.

Beje, argono atomai gali būti vaizduojami kaip „rutuliukai“ su labai suspaustais elektronų debesimis. Elektronai juda homogeniškai per visas užpildytas orbitas, todėl poliarizacija yra mažai tikėtina; tai yra, atsiranda regionas su santykiniu elektronų trūkumu.

Dėl šios priežasties Londono išsibarstymo jėgos ypač būdingos argonui, o poliarizacija bus naudinga tik tuo atveju, jei padidės atominis spindulys ir (arba) atominė masė. Štai kodėl argonas yra dujos, kurios kondensuojasi -186ºC temperatūroje.

Uždengdami dujas, pamatysite, kad jų atomai ar rutuliukai beveik negali likti kartu, jei nėra jokių Ar-Ar kovalentinių ryšių. Tačiau negalima ignoruoti, kad tokie rutuliukai gali gerai sąveikauti su kitomis apoliarinėmis molekulėmis; pavyzdžiui, CO ₂ , N ₂ , Ne, CH ₄ , visi esantys oro sudėtyje.

Kristalai

Argono atomai pradeda lėtėti, kai temperatūra nukrenta iki maždaug -186 ° C; tada įvyksta kondensacija. Dabar tarpmolekulinės jėgos tampa efektyvesnės, nes atstumas tarp atomų yra mažesnis, ir tai suteikia laiko kelioms akimirksnio dipolėms ar poliarizacijoms atsirasti.

Šis skystas argonas yra nepatogus ir nežinoma, kaip tiksliai gali būti išdėstyti jo atomai.

Temperatūrai krentant dar toliau - iki -189ºC (vos trim laipsniais žemiau), argonas pradeda kristalizuotis į bespalvį ledą (apatinis vaizdas). Galbūt termodinamiškai ledas yra stabilesnis nei argono ledas.

Tirpstantis argono ledas. Šaltinis: nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Prielaida, kad „Deglr6328 ~ commonswiki“ (pagrįsta autorių teisių paraiška).

Šiame ledo ar argono kristale jo atomai turi tvarkingą, į veidą orientuotą kubinę (fcc) struktūrą. Tai yra silpnos jų sąveikos šiose temperatūrose poveikis. Be šios struktūros, jis taip pat gali sudaryti šešiakampius, kompaktiškesnius kristalus.

Šešiakampiai kristalai yra palankūs, kai argonas kristalizuojasi esant mažiems O ₂ , N ₂ ir CO kiekiams . Deformuotos jos pereina į į veidą orientuotą kubinę fazę, stabiliausią kietojo argono struktūrą.

Elektroninė konfigūracija

Argono elektronų konfigūracija yra:

3s ² 3p ⁶

Kuris yra tas pats visiems izotopams. Atkreipkite dėmesį, kad jo valentinis oktetas yra pilnas: 2 elektronai 3s orbitalėje ir 6 elektronai 3p orbitalėje, iš viso pridedant iki 8 elektronų.

Teoriškai ir eksperimentuojant argonas gali naudoti savo 3D orbitalius, kad sudarytų kovalentinius ryšius; tačiau norint jį „priversti“ reikia didelio spaudimo.

Savybės

Fizinis aprašymas

Tai yra bespalvės dujos, kurios, veikiamos elektrinio lauko, įgauna violetinės-violetinės spalvos spindesį.

Atominis svoris

39,79 g / mol

Atominis skaičius

18

Lydymosi temperatūra

83,81 K (-189,34 ºC, -308,81 ºF)

Virimo taškas

87 302 K (-185,848 ºC, -302,526 ºF)

Dievybė

1,784 g / l

Garų tankis

1,38 (oro atžvilgiu imama kaip 1).

Dujų tirpumas vandenyje

33,6 cm ³ / kg. Jei argonas, kaip labai šaltos suskystintos dujos, liečiasi su vandeniu, įvyksta žiaurus virimas.

Tirpumas organiniuose skysčiuose

Tirpus.

Lydymosi šiluma

1,18 kJ / mol

Garinimo šiluma

8,53 kJ / mol

Oktanolio / vandens pasiskirstymo koeficientas

Žurnalas P = 0,94

Jonizacijos energija

Pirmasis lygis: 1 520,6 kJ / mol

Antrasis lygis: 2,665,8 kJ / mol

Trečiasis lygis: 3931 kJ / mol

Tai yra, energijos, reikalingos katijonams tarp Ar ⁺ ir Ar ³⁺ gauti dujų fazėje.

Reaktyvumas

Argonas yra tauriosios dujos, todėl jo reaktyvumas yra beveik lygus nuliui. Vandenilio fluorido fotolizė kietoje argono matricoje 7,5 K temperatūroje (labai artima absoliučiajam nuliui) sukuria argono fluorohidridą, HArF.

Jis gali būti derinamas su kai kuriais elementais, kad būtų nustatyta stabili beta-hidrochinono klasė. Be to, jis gali sudaryti junginius su labai elektromagnetiniais elementais, tokiais kaip O, F ir Cl.

Programos

Daugelis argono naudojimo būdų yra pagrįsti tuo, kad būdamas inertinėmis dujomis jis gali būti naudojamas kuriant aplinką kuriant pramoninę veiklą.

Pramoninis

-Argonas naudojamas sukurti aplinką metalų lankiniam suvirinimui, išvengiant žalingo poveikio, kurį gali sukelti deguonis ir azotas. Jis taip pat naudojamas kaip dengimo priemonė rafinuojant metalus, tokius kaip titanas ir cirkonis.

-Inkoduojančios lemputės paprastai užpildomos argonu, kad būtų apsaugoti jų siūlai ir prailgintas jų tarnavimo laikas. Jis taip pat naudojamas fluorescencinėse lempose, panašiose į neonines; tačiau jie skleidžia melsvai violetinę šviesą.

-Jis naudojamas nerūdijančio plieno dekarbonizacijos procese ir kaip aerozolių degalai.

-Jis naudojamas jonizacijos kamerose ir dalelių skaitikliuose.

- Taip pat naudojant įvairius elementus puslaidininkių dopingavimui.

- Tai leidžia sukurti atmosferą silicio ir germanio kristalams augti, plačiai naudojamiems elektronikos srityje.

-Jo mažas šilumos laidumas yra naudingas, jei naudojamas kaip izoliatorius tarp kai kurių langų stiklo lakštų.

-Jis naudojamas maisto produktų ir kitų pakuotėje esančių medžiagų konservavimui, nes tai juos apsaugo nuo deguonies ir drėgmės, galinčios pakenkti pakuotės turiniui.

Gydytojai

-Argonas naudojamas chirurgijoje chirurgijoje, norint pašalinti vėžinius audinius. Šiuo atveju argonas elgiasi kaip kriogeninis skystis.

-Jis naudojamas medicininėje lazerinėje įrangoje, siekiant ištaisyti įvairius akių defektus, tokius kaip: kraujavimas kraujagyslėse, tinklainės atsiskyrimas, glaukoma ir geltonosios dėmės degeneracija.

Laboratorinėje įrangoje

-Argonas naudojamas mišiniuose su heliu ir neonu Geigerio radioaktyvumo skaitikliuose.

-Jis naudojamas kaip šalinimo dujos dujų chromatografijoje.

- Skaido medžiagas, apimančias bandinį, kuriam atlikta skenavimo elektroninė mikroskopija.

Kur tai yra?

Argonas randamas kaip atmosferos oro dalis, sudarantis apie 1% atmosferos masės. Atmosfera yra pagrindinis pramoninis šių dujų izoliacijos šaltinis. Jis išskiriamas kriogeninio frakcinio distiliavimo būdu.

Kita vertus, kosmose žvaigždės sukuria milžinišką argono kiekį vykstant silicio sintezei. Jis taip pat gali būti kitų planetų, tokių kaip Venera ir Marsas, atmosferose.

Nuorodos

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) Argono ir jo lydinių kristalinės struktūros. In: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (red.) Fizika žemoje temperatūroje LT9. „Springer“, Bostonas, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 m. Kovo 21 d.). 10 argono faktų - Ar arba atominis skaičius 18. Atkurta iš: thinkco.com
3. Todas Helmenstinas. (2015 m. Gegužės 31 d.). Argono faktai. Atkurta iš: sciencenotes.org
4. Li, X. ir kt. (2015). Stabilūs ličio argono junginiai esant aukštam slėgiui. Sci Rep. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Karališkoji chemijos draugija. (2019 m.). Periodinė lentelė: argonas. Atkurta iš: rsc.org
6. Dr Doug Stewart. (2019 m.). Argono elemento faktai. Chemikolas. Atkurta iš: chemicool.com
7. Kubinė Katherine. (2015 m. Liepos 22 d.). Argono chemija (Z = 18). Chemija Libretexts. Atkurta iš: chem.libretexts.org
8. Vikipedija. (2019 m.). Argonas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
9. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Argonas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 23968. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov