ARGON: ISTORIC, STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Argonul este unul dintre gazele nobile din tabelul periodic și constituie aproximativ 1% din pământ e atmosfera. Este reprezentat de simbolul chimic Ar, element care are o masă atomică egală cu 40 pentru izotopul său cel mai abundent de pe Pământ ( ⁴⁰ Ar); alte izotopi sunt ³⁶ Ar (cel mai abundent din Univers), ³⁸ Ar și radioizotopul ³⁹ Ar.

Numele său derivă din cuvântul grecesc „argos”, care înseamnă inactiv, lent sau inactiv, deoarece a alcătuit fracția măsurabilă a aerului care nu a reacționat. Azotul și oxigenul reacționează între ele la căldura unei scântei electrice, formând oxizi de azot; dioxid de carbon cu o soluție de bază de NaOH; dar Ar, cu nimic.

O purpuriu descărcare de strălucire caracteristică atomilor de argon ionizați. Sursa: Wikigian

Argonul este un gaz incolor, fără miros și gust. Este unul dintre puținele gaze care nu prezintă o schimbare de culoare la condensare, fiind, prin urmare, lichidul incolor precum gazul său; la fel se întâmplă și cu solidul său cristalin.

O altă caracteristică principală este emisia sa de lumină violetă atunci când este încălzită în interiorul unui tub de descărcare electrică (imaginea superioară).

Deși este un gaz inert (deși nu este în condiții speciale) și, de asemenea, îi lipsește activitatea biologică, poate deplasa oxigenul din aer provocând sufocarea. Unele stingătoare de incendiu folosesc acest lucru în avantajul lor pentru a sufla flăcările, lipsindu-le de oxigen.

Inertitatea sa chimică favorizează aplicarea sa ca atmosferă pentru reacții ale căror specii sunt sensibile la oxigen, vapori de apă și azot. De asemenea, oferă un mijloc de stocare și fabricare a metalelor, aliajelor sau semiconductorilor.

Istoria descoperirii sale

În 1785, Henry Cavendish, în timp ce a investigat azotul din aer, numit „aer flogisticizat”, a ajuns la concluzia că o parte a azotului ar putea fi o componentă inertă.

Mai mult de un secol mai târziu, în anul 1894, oamenii de știință britanici Lord Rayleigh și Sir William Ramsey au descoperit că azotul preparat prin eliminarea oxigenului din aerul atmosferic era cu 0,5% mai greu decât azotul obținut din unii compuși; de exemplu amoniacul.

Cercetătorii au bănuit prezența unui alt gaz în aerul atmosferic amestecat cu azot. Ulterior s-a verificat că gazul rămas după eliminarea azotului din aerul atmosferic, a fost un gaz inert care este cunoscut acum sub numele de Argon.

Acesta a fost primul gaz inert izolat pe Pământ; de aici și numele său, deoarece argonul înseamnă leneș, inactiv. Cu toate acestea, încă din 1868, prezența heliului la soare a fost detectată prin studii spectroscopice.

F. Newall și WN Hartley, în 1882, au observat linii de emisie, corespunzând eventual argonului, care nu corespundeau cu cele ale celorlalte elemente cunoscute.

Structura argonului

Argonul este un gaz nobil și, prin urmare, are orbitele ultimului său nivel de energie complet umplut; adică învelișul său de valență are opt electroni. Creșterea numărului de electroni, însă, nu contracarează forța crescândă de atracție exercitată de nucleu; și, prin urmare, atomii săi sunt cei mai mici din fiecare perioadă.

Acestea fiind spuse, atomii de argon pot fi vizualizați ca „marmură” cu nori de electroni puternic comprimate. Electronii se deplasează omogen prin toate orbitalele umplute, ceea ce face polarizarea puțin probabilă; adică are loc o regiune cu deficiență relativă de electroni.

Din această cauză, forțele de împrăștiere londoneze sunt destinate în special argonului, iar polarizarea va beneficia doar dacă raza atomică și / sau masa atomică crește. De aceea, argonul este un gaz care se condensează la -186ºC.

Învelindu-se gazul, se va vedea că atomii sau marmurile sale abia pot rămâne împreună, în absența oricărui tip de legături covalente Ar-Ar. Cu toate acestea, nu poate fi ignorat faptul că astfel de marmură pot interacționa bine cu alte molecule apolare; de exemplu, CO ₂ , N ₂ , Ne, CH ₄ , toate prezente în compoziția aerului.

cristale

Atomii de argon încep să încetinească pe măsură ce temperatura scade la aproximativ -186 ° C; atunci se produce condensarea. Acum, forțele intermoleculare devin mai eficiente, deoarece distanța dintre atomi este mai mică și oferă timp pentru apariția câtorva dipoli sau polarizări instantanee.

Acest argon lichid este dezordonat și nu se știe cât de exact pot fi aranjați atomii săi.

Pe măsură ce temperatura scade și mai mult, până la -189ºC (doar trei grade mai scăzută), argonul începe să cristalizeze în gheață incoloră (imaginea inferioară). Poate că gheața termodinamic este mai stabilă decât gheața cu argon.

Argon topirea gheții. Sursa: Nu este furnizat niciun autor care poate fi citit de mașină. Deglr6328 ~ commonswiki asumat (bazat pe revendicări de copyright).

În acest cristal de gheață sau argon, atomii săi adoptă o structură ordonată centrată pe față (cubi). Acesta este efectul interacțiunilor lor slabe la aceste temperaturi. Pe lângă această structură, poate forma și cristale hexagonale, mai compacte.

Cristale Hexagonal sunt preferate atunci când argon cristalizeaza în prezența unor cantități mici de O ₂ , N _2, și CO. Când sunt deformate, ele trec la faza cubică centrată pe față, cea mai stabilă structură pentru argonul solid.

Configurație electronică

Configurația electronilor pentru argon este:

3s ² 3p ⁶

Ceea ce este același pentru toți izotopii. Rețineți că octetul său de valență este complet: 2 electroni în orbitalul 3s și 6 în orbitalul 3p, adăugând până la 8 electroni în total.

Teoretic și experimental, argonul își poate folosi orbitalii 3d pentru a forma legături covalente; dar este nevoie de presiune ridicată pentru a „forța”.

Proprietăți

Descriere Fizica

Este un gaz incolor care atunci când este expus la un câmp electric capătă o strălucire lila-violet.

Greutate atomica

39,79 g / mol

Numar atomic

18

Punct de topire

83,81 K (-189,34 ºC, -308,81 ºF)

Punct de fierbere

87,302 K (-185,848 ºC, -302,526 ºF)

Zeitate

1.784 g / L

Densitatea vaporilor

1,38 (raportat la aerul preluat ca 1).

Solubilitatea în gaz în apă

33,6 cm ³ / kg. Dacă argonul sub formă de gaz lichefiat foarte rece vine în contact cu apa, apare fierberea violentă.

Solubilitate în lichide organice

Solubil.

Căldură de fuziune

1,18 kJ / mol

Căldură de vaporizare

8,53 kJ / mol

Coeficient de partiție octanol / apă

Jurnal P = 0,94

Energie de ionizare

Primul nivel: 1.520,6 kJ / mol

Al doilea nivel: 2.665,8 kJ / mol

Al treilea nivel: 3.931 kJ / mol

Adică energiile necesare obținerii cationilor dintre Ar ⁺ și Ar ³⁺ în faza gazoasă.

reactivitatea

Argonul este un gaz nobil și, prin urmare, reactivitatea sa este aproape zero. Fotoliza fluorurii de hidrogen într-o matrice solidă de argon la temperatura de 7,5 K (foarte aproape de zero absolut) produce fluorhidrură de argon, HArF.

Poate fi combinat cu unele elemente pentru a produce o clasă stabilă cu beta-hidrochinonă. În plus, poate forma compuși cu elemente extrem de electromagnetice, cum ar fi O, F și Cl.

Aplicații

Majoritatea aplicațiilor argonului se bazează pe faptul că, fiind un gaz inert, poate fi folosit pentru a stabili un mediu pentru a dezvolta un set de activități industriale.

Industrial

-Argon este utilizat pentru a crea un mediu pentru sudarea prin arc a metalelor, evitând acțiunea dăunătoare pe care prezența oxigenului și a azotului o poate produce. De asemenea, este utilizat ca agent de acoperire în rafinarea metalelor precum titanul și zirconiul.

-Becurile incandescente sunt de obicei umplute cu argon, pentru a-și proteja filamentele și pentru a-și prelungi viața utilă. De asemenea, este utilizat în tuburi fluorescente similare cu cele de neon; dar, ei emit o lumină albastru-purpuriu.

-Este utilizat în procesul de decarburizare a oțelului inoxidabil și ca gaz propulsor în aerosoli.

-Este utilizat în camerele de ionizare și în contoarele de particule.

-De asemenea, în utilizarea diferitelor elemente pentru doparea semiconductorilor.

-Permite crearea unei atmosfere pentru creșterea cristalelor de siliciu și germaniu, utilizate pe scară largă în domeniul electronicii.

-Conductivitatea termică scăzută este benefică pentru a fi folosit ca izolator între foile de sticlă ale unor ferestre.

-Este folosit pentru conservarea alimentelor și a altor materiale supuse ambalajului, deoarece le protejează de oxigen și umiditate, care pot avea un efect dăunător asupra conținutului ambalajului.

Medicii

-Argon este utilizat în criochirurgie pentru îndepărtarea țesuturilor canceroase. În acest caz, argonul se comportă ca un lichid criogenic.

-Este utilizat în echipamentele cu laser medical pentru corectarea diferitelor defecte oculare, cum ar fi: hemoragii în vasele de sânge, desprinderea retinei, glaucom și degenerarea maculei.

În echipamente de laborator

-Argon este utilizat în amestecuri cu heliu și neon în contoarele de radioactivitate Geiger.

-Este utilizat ca un stripping gaz în cromatografia de gaze.

-Dispersează materialele care acoperă eșantionul supus microscopiei electronice de scanare

Unde este localizat?

Argonul se găsește ca parte a aerului atmosferic, constituind aproximativ 1% din masa atmosferică. Atmosfera este principala sursă industrială pentru izolarea acestui gaz. Este izolată prin procedura de distilare fracțională criogenă.

Pe de altă parte, în Cosmos, stelele generează cantități enorme de argon în timpul fuziunii nucleare de siliciu. Poate fi localizat și în atmosfera altor planete, precum Venus și Marte.

Referințe

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) Structurile cristaline ale argonului și ale aliajelor sale. În: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Low Temperatura Physics LT9. Springer, Boston, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (21 martie 2019). 10 Fapte cu Argon - Număr Ar sau Atomic 18. Recuperat de la: thinkco.com
3. Todd Helmenstine. (31 mai 2015). Fapte argonice. Recuperat de la: sciencenotes.org
4. Li, X. și colab. (2015). Compuși cu Argon Litiu Stabil sub presiune ridicată. Sci. Rep. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Societatea Regală de Chimie. (2019). Tabelul periodic: argon. Recuperat de la: rsc.org
6. Dr. Doug Stewart. (2019). Fapte cu Argon Element. Chemicool. Recuperat de la: chemicool.com
7. Cubbon Katherine. (2015, 22 iulie). Chimia Argonului (Z = 18). Chimie Libretexts. Recuperat din: chem.libretexts.org
8. Wikipedia. (2019). Argon. Recuperat de la: en.wikipedia.org
9. Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2019). Argon. Baza de date PubChem. CID = 23968. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov