Das Argon Es ist eines der Edelgase im Periodensystem und macht etwa 1% der Erdatmosphäre aus. Es wird durch das chemische Symbol Ar dargestellt, ein Element mit einer Atommasse von 40 für sein am häufigsten vorkommendes Isotop auf der Erde (40Ar); andere Isotope sind 36Ar (der am häufigsten vorkommende im Universum), 38Ar und das Radioisotop 39Ar.
Sein Name leitet sich vom griechischen Wort "Argos" ab, was "inaktiv", "langsam" oder "untätig" bedeutet, da es den messbaren Anteil der Luft ausmacht, der nicht reagiert hat. Stickstoff und Sauerstoff reagieren miteinander auf die Wärme eines elektrischen Funkens und bilden Stickoxide. Kohlendioxid mit einer basischen Lösung von NaOH; aber der Ar, mit nichts.
Argon ist ein farbloses Gas ohne Geruch oder Geschmack. Es ist eines der wenigen Gase, das beim Kondensieren keine Farbveränderung zeigt und daher seine farblose Flüssigkeit wie sein Gas ist. das gleiche passiert mit seinem kristallinen Feststoff.
Ein weiteres Hauptmerkmal ist die Emission von violettem Licht beim Erhitzen in einer elektrischen Entladungsröhre (oberes Bild).
Obwohl es ein Inertgas ist (obwohl nicht unter besonderen Bedingungen) und es auch keine biologische Aktivität aufweist, kann es Sauerstoff aus der Luft verdrängen, was zu Erstickung führt. Einige Feuerlöscher nutzen dies tatsächlich zu ihrem Vorteil, um die Flammen durch Entfernen von Sauerstoff zu ersticken..
Seine chemische Inertheit begünstigt seine Anwendung als Atmosphäre für Reaktionen, deren Spezies für Sauerstoff, Wasserdampf und Stickstoff anfällig sind. Es bietet auch die Möglichkeit, Metalle, Legierungen oder Halbleiter zu lagern und herzustellen..
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1785 gelangte Henry Cavendish bei der Untersuchung von Stickstoff in der Luft, der als „phlogistische Luft“ bezeichnet wird, zu dem Schluss, dass ein Teil des Stickstoffs eine inerte Komponente sein könnte.
Mehr als ein Jahrhundert später, im Jahr 1894, entdeckten die britischen Wissenschaftler Lord Rayleigh und Sir William Ramsey, dass der durch Eliminierung von Sauerstoff aus der Luft hergestellte Stickstoff 0,5% schwerer war als der aus einigen Verbindungen erhaltene Stickstoff; zum Beispiel Ammoniak.
Die Forscher vermuteten das Vorhandensein eines anderen Gases in der mit Stickstoff vermischten Luft. Später wurde überprüft, dass das verbleibende Gas nach der Entfernung von Stickstoff aus der atmosphärischen Luft ein Inertgas war, das heute als Argon bekannt ist..
Dies war das erste auf der Erde isolierte Inertgas; daher der Name, da Argon faul, inaktiv bedeutet. Bereits 1868 wurde das Vorhandensein von Helium in der Sonne durch spektroskopische Untersuchungen nachgewiesen.
F. Newall und W. N. Hartley beobachteten 1882 Emissionslinien, die möglicherweise Argon entsprachen und nicht denen der anderen bekannten Elemente entsprachen.
Argon ist ein Edelgas und hat folglich die Orbitale seines letzten Energieniveaus vollständig gefüllt; das heißt, seine Valenzschale hat acht Elektronen. Die Zunahme der Anzahl der Elektronen wirkt jedoch der zunehmenden Anziehungskraft des Kerns nicht entgegen; und deshalb sind seine Atome die kleinsten jeder Periode.
Argonatome können jedoch als "Murmeln" mit stark komprimierten Elektronenwolken dargestellt werden. Elektronen bewegen sich homogen durch alle gefüllten Orbitale, was eine Polarisation unwahrscheinlich macht. das heißt, eine Region mit einem relativen Elektronenmangel entsteht.
Aus diesem Grund gelten die Londoner Streukräfte speziell für Argon, und die Polarisation wird nur dann von Vorteil sein, wenn der Atomradius und / oder die Atommasse zunehmen. Deshalb ist Argon ein Gas, das bei -186ºC kondensiert.
Durch das Schälen des Gases wird ersichtlich, dass seine Atome oder Murmeln ohne jegliche Art von kovalenten Ar-Ar-Bindungen kaum vereint bleiben können. Es kann jedoch nicht ignoriert werden, dass solche Murmeln gut mit anderen unpolaren Molekülen interagieren können; zum Beispiel COzwei, N.zwei, Ne, CH4, alle in der Zusammensetzung der Luft vorhanden.
Argonatome beginnen sich zu verlangsamen, wenn die Temperatur auf etwa -186 ° C abfällt; dann kommt es zur Kondensation. Jetzt gewinnen die intermolekularen Kräfte eine größere Wirksamkeit, da der Abstand zwischen den Atomen kleiner ist und Zeit für das Auftreten der wenigen augenblicklichen Dipole oder Polarisationen bleibt..
Dieses flüssige Argon ist chaotisch und es ist nicht bekannt, wie genau seine Atome angeordnet sein könnten..
Wenn die Temperatur weiter auf -189 ° C (nur drei Grad niedriger) abfällt, beginnt das Argon zu farblosem Eis zu kristallisieren (unteres Bild). Vielleicht ist Eis thermodynamisch stabiler als Argoneis.
In diesem Eis- oder Argonkristall nehmen seine Atome eine geordnete flächenzentrierte kubische (fcc) Struktur an. Dies ist der Effekt ihrer schwachen Wechselwirkungen bei diesen Temperaturen. Zusätzlich zu dieser Struktur kann es auch hexagonale Kristalle bilden, die kompakter sind.
Hexagonale Kristalle werden bevorzugt, wenn Argon in Gegenwart kleiner Mengen O kristallisiertzwei, N.zwei und CO. Wenn sie deformiert werden, gehen sie in die flächenzentrierte kubische Phase über, die stabilste Struktur für festes Argon.
Die Elektronenkonfiguration für Argon ist:
[Ne] 3szwei3p6
Welches ist für alle Isotope gleich. Beachten Sie, dass das Valenzoktett vollständig ist: 2 Elektronen im 3s-Orbital und 6 im 3p-Orbital, wodurch insgesamt 8 Elektronen hinzugefügt werden..
Theoretisch und experimentell kann Argon seine 3d-Orbitale verwenden, um kovalente Bindungen zu bilden. aber es braucht hohen Druck, um es zu "erzwingen".
Es ist ein farbloses Gas, das, wenn es einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, einen lila-violetten Schimmer bekommt.
39,79 g / mol
18
83,81 K (-189,34 ºC, -308,81 ºF)
87.302 K (-185.848 ºC, -302.526 ºF)
1.784 g / l
1,38 (bezogen auf Luft als 1).
33,6 cm3/ kg. Wenn Argon als sehr kaltes Flüssiggas mit Wasser in Kontakt kommt, kommt es zu heftigem Kochen.
Löslich.
1,18 kJ / mol
8,53 kJ / mol
Log P = 0,94
Erste Stufe: 1.520,6 kJ / mol
Zweite Stufe: 2.665,8 kJ / mol
Dritte Stufe: 3.931 kJ / mol
Das heißt, die Energien, die notwendig sind, um die Kationen zwischen Ar zu erhalten+ und Ar3+ Gasphase.
Argon ist ein Edelgas und daher ist seine Reaktivität nahezu Null. Die Photolyse von Fluorwasserstoff in einer festen Argonmatrix bei einer Temperatur von 7,5 K (sehr nahe am absoluten Nullpunkt) ergibt Argonfluorhydrid, HArF.
Es kann mit einigen Elementen kombiniert werden, um mit Beta-Hydrochinon eine stabile Klasse zu erzeugen. Darüber hinaus kann es Verbindungen mit stark elektromagnetischen Elementen wie O, F und Cl bilden..
Die meisten Anwendungen von Argon basieren auf der Tatsache, dass es als Inertgas verwendet werden kann, um eine Umgebung für die Entwicklung einer Reihe industrieller Aktivitäten zu schaffen.
-Argon wird verwendet, um eine Umgebung für das Lichtbogenschweißen von Metallen zu schaffen, wobei die schädliche Wirkung vermieden wird, die durch die Anwesenheit von Sauerstoff und Stickstoff erzeugt werden kann. Es wird auch als Abdeckmittel bei der Veredelung von Metallen wie Titan und Zirkonium verwendet..
-Glühbirnen werden normalerweise mit Argon gefüllt, um ihre Filamente zu schützen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Es wird auch in Leuchtstoffröhren verwendet, die Neonröhren ähnlich sind. aber sie strahlen ein purpurblaues Licht aus.
-Es wird im Entkohlungsprozess von Edelstahl und als Treibgas in Aerosolen eingesetzt.
-Wird in Ionisationskammern und Partikelzählern verwendet.
-Auch bei der Verwendung verschiedener Elemente zur Dotierung von Halbleitern.
-Es ermöglicht die Schaffung einer Atmosphäre für das Wachstum von Silizium- und Germaniumkristallen, die auf dem Gebiet der Elektronik weit verbreitet ist.
-Seine geringe Wärmeleitfähigkeit ist vorteilhaft, um als Isolator zwischen den Glasscheiben einiger Fenster verwendet zu werden.
-Es wird zur Konservierung von Lebensmitteln und anderen Materialien verwendet, die der Verpackung ausgesetzt sind, da es sie vor Sauerstoff und Feuchtigkeit schützt, die den Inhalt der Verpackung schädigen können.
-Argon wird in der Kryochirurgie zur Entfernung von Krebsgewebe eingesetzt. In diesem Fall verhält sich Argon wie eine kryogene Flüssigkeit.
-Es wird in medizinischen Lasergeräten verwendet, um verschiedene Augendefekte zu korrigieren, wie z. B. Blutungen in Blutgefäßen, Netzhautablösung, Glaukom und Degeneration der Makula.
-Argon wird in Gemischen mit Helium und Neon in Geiger-Radioaktivitätszählern verwendet..
-Es wird als Trägergas in der Gaschromatographie eingesetzt.
-Dispergiert die Materialien, die die Probe beschichten, unter Rasterelektronenmikroskopie.
Argon wird als Teil der atmosphärischen Luft gefunden und macht etwa 1% der atmosphärischen Masse aus. Die Atmosphäre ist die wichtigste industrielle Quelle für die Isolierung dieses Gases. Isoliert durch kryogenes fraktioniertes Destillationsverfahren.
Andererseits erzeugen die Sterne im Kosmos während der Kernfusion von Silizium enorme Mengen an Argon. Es kann sich auch in der Atmosphäre anderer Planeten wie Venus und Mars befinden..
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