ARGON: KASAYSAYAN, ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2024

Ang argon ay isa sa mga marangal na gas ng pana-panahong talahanayan at bumubuo ng mga 1% ng kapaligiran ng lupa. Ito ay kinakatawan ng simbolo ng kemikal na Ar, isang elemento na mayroong isang atomic mass na katumbas ng 40 para sa pinaka-masaganang isotopang ito sa Earth ( ⁴⁰ Ar); ang iba pang mga isotop ay ³⁶ Ar (ang pinaka-sagana sa Uniberso), ³⁸ Ar at ang radioisotope ³⁹ Ar.

Ang pangalan nito ay nagmula sa salitang Greek na 'argos', na nangangahulugang hindi aktibo, mabagal o idle, dahil binubuo nito ang masusukat na bahagi ng hangin na hindi gumanti. Ang nitrogen at oxygen ay tumutugon sa bawat isa sa init ng isang de-koryenteng spark, na bumubuo ng mga nitrogen oxides; carbon dioxide na may isang pangunahing solusyon ng NaOH; ngunit ang Ar, na wala.

Ang isang lilang glow naglalabas na katangian ng mga ionized na argon ng argon. Pinagmulan: Wikigian

Ang Argon ay isang walang kulay na gas na walang amoy o panlasa. Ito ay isa sa ilang mga gas na hindi nagpapakita ng pagbabago ng kulay kapag nagpapalapot, samakatuwid samakatuwid ang walang kulay na likido tulad ng gas nito; ang parehong nangyayari sa mala-kristal na solid.

Ang isa pang pangunahing katangian nito ay ang paglabas ng light violet kapag pinainit sa loob ng isang electric discharge tube (itaas na imahe).

Bagaman ito ay isang inert gas (bagaman hindi sa ilalim ng mga espesyal na kundisyon), at kulang din ito ng biological na aktibidad, maaari itong maglagay ng oxygen mula sa hangin na nagdudulot ng kakulangan. Ang ilang mga sunog na pang-sunog ay aktwal na gumagamit nito sa kanilang kalamangan upang mapupuksa ang mga apoy sa pamamagitan ng pag-alis sa kanila ng oxygen.

Ang kemikal na kawalan ng tubig ay pinapaboran ang application nito bilang isang kapaligiran para sa mga reaksyon na ang mga species ay madaling kapitan ng oxygen, singaw ng tubig at nitrogen. Nag-aalok din ito ng isang paraan ng pag-iimbak at pagmamanupaktura ng mga metal, haluang metal o semiconductors.

Kasaysayan ng pagtuklas nito

Noong 1785, si Henry Cavendish, habang sinisiyasat ang nitroheno sa himpapawid, na tinawag na "phlogisticized air", ay nagpasya na ang isang bahagi ng nitrogen ay maaaring maging isang hindi gumagalaw na sangkap.

Mahigit isang siglo ang lumipas, noong 1894, natuklasan ng mga siyentipiko ng British na sina Lord Rayleigh at Sir William Ramsey na ang nitrogen na inihanda sa pamamagitan ng pagtanggal ng oxygen mula sa hangin sa atmospera ay 0.5% na mabigat kaysa sa nitrogen na nakuha mula sa ilang mga compound; halimbawa ammonia.

Pinaghihinalaan ng mga mananaliksik ang pagkakaroon ng isa pang gas sa hangin ng atmospera na may halong nitrogen. Nang maglaon, napatunayan na ang natitirang gas pagkatapos ng pag-aalis ng nitrogen mula sa hangin sa atmospera, ay isang inert gas na ngayon ay kilala bilang Argon.

Ito ang unang inert gas na nakahiwalay sa Earth; samakatuwid ang pangalan nito, dahil ang argon ay nangangahulugang tamad, hindi aktibo. Gayunpaman, nang maaga noong 1868 ang pagkakaroon ng helium sa araw ay napansin ng mga pag-aaral ng spectroscopic.

Si F. Newall at WN Hartley, noong 1882, ay sinusunod ang mga linya ng paglabas, na posibleng naaayon sa argon, na hindi tumutugma sa iba pang mga kilalang elemento.

Istraktura ng Argon

Ang Argon ay isang marangal na gas, at dahil dito mayroon itong mga orbit sa huling antas ng enerhiya nito na ganap na napuno; iyon ay, ang valence shell ay may walong elektron. Gayunman, ang pagtaas ng bilang ng mga elektron, gayunpaman, ay hindi kontra sa pagtaas ng puwersa ng pang-akit na isinagawa ng nucleus; at samakatuwid, ang mga atomo nito ay ang pinakamaliit sa bawat panahon.

Iyon ay sinabi, ang mga atom ng argon ay maaaring mailarawan bilang "marmol" na may lubos na naka-compress na mga ulap ng elektron. Ang mga elektron ay gumagalaw nang homogenous sa lahat ng mga pinuno na mga orbit, na ginagawang imposible ang polariseysyon; iyon ay, isang rehiyon na may isang kamag-anak na kakulangan sa elektron ay nagmula.

Dahil dito, ang mga pwersang nagkalat sa London ay partikular na para sa argon, at ang polariseysyon ay makikinabang lamang kung ang atomic radius at / o pagtaas ng atomic mass. Iyon ang dahilan kung bakit ang argon ay isang gas na nagpapagaan sa -186ºC.

Sa pamamagitan ng pag-shelling ng gas, makikita na ang mga atoms o marmol nito ay maaaring bahagyang manatili nang magkasama, sa kawalan ng anumang uri ng mga bono na covalent Ar-Ar. Gayunpaman, hindi maikakaila na ang mga gayong marmol ay maaaring makipag-ugnay nang maayos sa iba pang mga mololar ng apolar; halimbawa, CO ₂ , N ₂ , Ne, CH ₄ , lahat na naroroon sa komposisyon ng hangin.

Mga kristal

Ang mga atomo ng Argon ay nagsisimula nang pabagalin habang bumababa ang temperatura sa paligid -186 ° C; pagkatapos mangyari ang paghalay. Ngayon ang mga intermolecular na pwersa ay nagiging mas epektibo, dahil ang distansya sa pagitan ng mga atomo ay mas maliit, at nagbibigay ito ng oras para sa ilang mga instant instant na mga dipoles o polarizations na mangyari.

Ang likidong argon na ito ay magulo at hindi alam kung gaano eksaktong eksaktong ayusin ang mga atomo nito.

Habang ang temperatura ay bumaba nang higit pa, hanggang -189ºC (tatlong antas lamang ang mas mababa), ang argon ay nagsisimulang mag-kristal sa walang kulay na yelo (mas mababang imahe). Marahil ang thermodynamically ice ay mas matatag kaysa sa argon ice.

Argon ice natutunaw. Pinagmulan: Walang ibinigay na may-akda na nababasa ng makina. Ipinapalagay ng Deglr6328 ~ commonswiki (batay sa mga paghahabol sa copyright).

Sa yelo o argonyang kristal na ito, ang mga atomo nito ay nagpatibay ng isang nakaayos na mukha na nakasentro sa kubiko (fcc) na istraktura. Ganito ang epekto ng kanilang mahina na pakikipag-ugnay sa mga temperatura na ito. Bilang karagdagan sa istraktura na ito, maaari rin itong bumuo ng hexagonal, mas compact crystals.

Ang hexagonal crystals ay pinapaboran kapag ang mga argon ay nag-crystallize sa pagkakaroon ng maliit na halaga ng O ₂ , N _2, at CO. Kapag nababago ang paglipat nila sa mukha na nakasentro sa kubiko na bahagi, ang pinaka-matatag na istraktura para sa solidong argon.

Pagsasaayos ng electronic

Ang pagsasaayos ng elektron para sa argon ay:

3s ² 3p ⁶

Alin ang pareho para sa lahat ng mga isotop. Tandaan na ang valence octet nito ay kumpleto: 2 elektron sa orbital 3s, at 6 sa orbital ng 3p, pagdaragdag ng hanggang sa 8 na mga electron sa lahat.

Sa teoretikal at eksperimento, maaaring magamit ng argon ang mga orbit na 3d nito upang mabuo ang mga covalent bond; ngunit nangangailangan ng mataas na presyon upang "pilitin" ito.

Ari-arian

Pisikal na paglalarawan

Ito ay isang walang kulay na gas na kapag nakalantad sa isang electric field ay nakakakuha ng isang lilac-violet glow.

Konting bigat

39.79 g / mol

Atomikong numero

18

Temperatura ng pagkatunaw

83.81 K (-189.34 ºC, -308.81 ºF)

Punto ng pag-kulo

87,302 K (-185,848 ºC, -302,526 ºF)

Diyos

1,784 g / L

Density ng singaw

1.38 (kamag-anak sa hangin na kinuha bilang 1).

Pag-solubility ng gas sa tubig

33.6 cm ³ / kg. Kung ang argon bilang isang napaka-malamig na likido na gas ay nakikipag-ugnay sa tubig, nangyayari ang marahas na kumukulo.

Solubility sa mga likido sa organikong

Natutunaw.

Init ng pagsasanib

1.18 kJ / mol

Init ng singaw

8.53 kJ / mol

Koepisyent ng Octanol / water partition

Mag-log P = 0.94

Enerhiya ng ionization

Unang antas: 1,520.6 kJ / mol

Pangalawang antas: 2,665.8 kJ / mol

Pangatlong antas: 3,931 kJ / mol

Iyon ay, ang lakas na kailangan upang makuha ang mga cations sa pagitan ng Ar ⁺ at Ar ³⁺ sa phase ng gas.

Reactivity

Ang Argon ay isang marangal na gas, at samakatuwid ang pagiging aktibo nito ay halos zero. Ang Photolysis ng hydrogen fluoride sa isang solidong matrix ng argon sa temperatura na 7.5 K (napakalapit sa ganap na zero) ay gumagawa ng argon fluorohydride, HArF.

Maaari itong pagsamahin sa ilang mga elemento upang makabuo ng isang matatag na klase na may beta-hydroquinone. Bilang karagdagan, maaari itong mabuo ang mga compound na may mga elemento ng electromagnetic, tulad ng O, F, at Cl.

Aplikasyon

Karamihan sa mga aplikasyon ng argon ay batay sa katotohanan na ang pagiging isang gasolina, maaari itong magamit upang magtatag ng isang kapaligiran upang makabuo ng isang hanay ng mga pang-industriya na aktibidad.

Pang-industriya

-Argon ay ginagamit upang lumikha ng isang kapaligiran para sa arc welding ng mga metal, pag-iwas sa mapanganib na pagkilos na maaaring makagawa ng oxygen at nitrogen. Ginagamit din ito bilang isang takip na ahente sa pagpipino ng mga metal tulad ng titanium at zirconium.

-Incandescent light bombilya ay karaniwang puno ng argon, upang maprotektahan ang kanilang mga filament at pahabain ang kanilang kapaki-pakinabang na buhay. Ginagamit din ito sa mga fluorescent tubes na katulad ng mga neon; ngunit, naglalabas sila ng isang asul-purplish na ilaw.

-Ako ay ginagamit sa proseso ng decarburization ng hindi kinakalawang na asero at bilang isang propellant gas sa aerosols.

-Ginagamit ito sa mga kamara ng ionization at sa mga counter ng butil.

-Sama sa paggamit ng iba't ibang mga elemento para sa doping ng semiconductors.

-Pinahihintulutan nito ang paglikha ng isang kapaligiran para sa paglaki ng mga kristal na silikon at germanium, na malawakang ginagamit sa larangan ng electronics.

-Ang mababang thermal conductivity ay kapaki-pakinabang na magamit bilang isang insulator sa pagitan ng mga sheet ng baso ng ilang mga bintana.

Ito ay ginagamit upang mapanatili ang pagkain at iba pang mga materyales na sumailalim sa packaging, dahil pinoprotektahan nito ang mga ito mula sa oxygen at kahalumigmigan na maaaring magkaroon ng isang mapanganib na epekto sa nilalaman ng packaging.

Mga doktor

-Argon ay ginagamit sa cryosurgery para sa pag-alis ng mga tisyu ng cancer. Sa kasong ito, ang argon ay kumikilos tulad ng isang cryogen liquid.

Ginagamit ito sa medikal na kagamitan sa medikal upang iwasto ang iba't ibang mga depekto sa mata, tulad ng: pagdurugo sa mga daluyan ng dugo, retinal detachment, glaucoma, at pagkabulok ng macula.

Sa kagamitan sa laboratoryo

-Argon ay ginagamit sa mga mixtures na may helium at neon sa mga counter ng radioactivity ng Geiger.

-Ako ay ginagamit bilang isang stripping gas sa gas chromatography.

-Pagsusulat ang mga materyales na sumasakop sa halimbawang sumailalim sa pag-scan ng mikroskopya ng elektron.

Saan matatagpuan ito?

Ang Argon ay natagpuan bilang bahagi ng hangin sa atmospera, na bumubuo ng tungkol sa 1% ng mass ng atmospheric. Ang kapaligiran ay ang pangunahing pang-industriya na mapagkukunan para sa pagkakabukod ng gas na ito. Ito ay nakahiwalay ng pamamaraang cryogenic fractional distillation.

Sa kabilang banda, sa Cosmos ang mga bituin ay bumubuo ng napakalaking halaga ng argon sa panahon ng nuclear fusion ng silikon. Maaari rin itong matatagpuan sa mga atmospheres ng iba pang mga planeta, tulad ng Venus at Mars.

Mga Sanggunian

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) Ang Crystal Structures ng Argon at mga Alloys nito. Sa: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Mababang temperatura na Physics LT9. Springer, Boston, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Marso 21, 2019). 10 Argon Katotohanan - Ar o Atomic Number 18. Nabawi mula sa: thoughtco.com
3. Todd Helmenstine. (Mayo 31, 2015). Mga katotohanan ng Argon. Nabawi mula sa: sciencenotes.org
4. Li, X. et al. (2015). Matatag Lithium Argon compound sa ilalim ng mataas na presyon. Sci. Rep. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Royal Society of Chemistry. (2019). Pana-panahong talahanayan: argon. Nabawi mula sa: rsc.org
6. Doug Stewart. (2019). Mga Pangunahing Elemento ng Argon. Chemicool. Nabawi mula sa: chemicool.com
7. Cubbon Katherine. (2015, Hulyo 22). Chemistry ng Argon (Z = 18). Librete Text ng Chemistry. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
8. Wikipedia. (2019). Argon. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
9. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2019). Argon. PubChem Database. CID = 23968. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov