ARGON: TARIH, YAPI, ÖZELLIKLER, KULLANIMLAR - KIMYA - 2025

Argon periyodik tablonun soygaz olan ve yerde% 1 kadarının teşkil 'in bir atmosfer. Dünyadaki en bol izotopu ( ⁴⁰ Ar) için 40'a eşit bir atomik kütleye sahip bir element olan Ar kimyasal sembolü ile temsil edilir ; diğer izotoplar ³⁶ Koç (Evrendeki en bol), ³⁸ Koç ve radyoizotop ³⁹ Koç'tur.

İsmi, tepki vermeyen havanın ölçülebilir kısmını oluşturduğu için inaktif, yavaş veya boşta anlamına gelen Yunanca 'argos' kelimesinden türemiştir. Azot ve oksijen, elektrik kıvılcımının ısısıyla birbirleriyle reaksiyona girerek nitrojen oksitleri oluşturur; bazik bir NaOH çözeltisi ile karbon dioksit; ama Ar, hiçbir şey olmadan.

İyonize argon atomlarının mor parlak deşarj özelliği. Kaynak: Wikigian

Argon, kokusu ve tadı olmayan renksiz bir gazdır. Yoğunlaşırken renk değişikliği göstermeyen az sayıdaki gazdan biridir, bu nedenle gazı gibi renksiz sıvısıdır; aynısı kristalin katı için de olur.

Ana özelliklerinden bir diğeri, bir elektrik deşarj tüpü içinde ısıtıldığında mor ışık yaymasıdır (üstteki resim).

İnert bir gaz olmasına rağmen (özel koşullar altında olmasa da) ve biyolojik aktiviteden yoksun olmasına rağmen, havadaki oksijenin yerini alarak boğulmaya neden olabilir. Bazı yangın söndürücüler, oksijenden mahrum bırakarak alevleri boğmak için bunu kendi yararlarına kullanırlar.

Kimyasal inertliği, türleri oksijene, su buharına ve nitrojene duyarlı olan reaksiyonlar için bir atmosfer olarak uygulanmasına yarar. Aynı zamanda metalleri, alaşımları veya yarı iletkenleri depolamak ve üretmek için bir araç sunar.

Keşfinin tarihi

1785 yılında Henry Cavendish, "flojistikleştirilmiş hava" olarak adlandırılan havadaki nitrojeni araştırırken, nitrojenin bir kısmının inert bir bileşen olabileceği sonucuna vardı.

Bir asırdan fazla bir süre sonra, 1894'te İngiliz bilim adamları Lord Rayleigh ve Sir William Ramsey, atmosferik havadan oksijenin çıkarılmasıyla hazırlanan nitrojenin bazı bileşiklerden elde edilen nitrojenden% 0.5 daha ağır olduğunu keşfettiler; örneğin amonyak.

Araştırmacılar, atmosferik havada nitrojenle karıştırılmış başka bir gazın varlığından şüpheleniyorlardı. Daha sonra, nitrojenin atmosferik havadan uzaklaştırılmasından sonra kalan gazın artık Argon olarak bilinen inert bir gaz olduğu doğrulandı.

Bu, Dünya'da izole edilen ilk inert gazdı; dolayısıyla adı, çünkü argon tembel, inaktif anlamına gelir. Bununla birlikte, 1868 gibi erken bir tarihte, güneşte helyum varlığı spektroskopik çalışmalarla tespit edilmişti.

F. Newall ve WN Hartley, 1882'de, muhtemelen argona karşılık gelen ve bilinen diğer elementlerinkilerle uyuşmayan emisyon hatları gözlemlediler.

Argon yapısı

Argon soylu bir gazdır ve dolayısıyla son enerji seviyesinin yörüngelerini tamamen doldurmuştur; yani, değerlik kabuğunun sekiz elektronu vardır. Bununla birlikte, elektron sayısındaki artış, çekirdeğin uyguladığı artan çekim kuvvetine karşı koymaz; ve bu nedenle atomları her dönemin en küçüğüdür.

Bununla birlikte, argon atomları yüksek oranda sıkıştırılmış elektron bulutlarına sahip "mermerler" olarak görselleştirilebilir. Elektronlar, tüm dolu yörüngelerde homojen bir şekilde hareket ederek kutuplaşmayı imkansız hale getirir; yani bağıl elektron eksikliği olan bir bölge ortaya çıkar.

Bu nedenle, Londra saçılma kuvvetleri özellikle argon için doğrudur ve polarizasyon yalnızca atom yarıçapı ve / veya atomik kütle artarsa ​​fayda sağlayacaktır. Argonun -186ºC'de yoğunlaşan bir gaz olmasının nedeni budur.

Gazı bombardıman ederek, herhangi bir tür Ar-Ar kovalent bağın yokluğunda atomlarının veya mermerlerinin zar zor bir arada kalabileceği görülecektir. Bununla birlikte, bu tür mermerlerin diğer apolar moleküller ile iyi etkileşime girebileceği göz ardı edilemez; örneğin, C- ₂ , N- ₂ , Ne, CH ₄ , hava bileşim içinde mevcut tüm.

kristaller

Sıcaklık -186 ° C'ye düştüğünde argon atomları yavaşlamaya başlar; sonra yoğunlaşma olur. Şimdi moleküller arası kuvvetler daha etkili hale gelir çünkü atomlar arasındaki mesafe daha küçüktür ve birkaç anlık dipol veya polarizasyonun meydana gelmesi için zaman verir.

Bu sıvı argon dağınıktır ve atomlarının tam olarak nasıl düzenlenebileceği bilinmemektedir.

Sıcaklık -189ºC'ye (sadece üç derece daha düşük) kadar düştükçe, argon renksiz buzda kristalleşmeye başlar (alttaki resim). Belki de termodinamik olarak buz, argon buzundan daha kararlıdır.

Argon buzu eriyor. Kaynak: Makine tarafından okunabilen yazar sağlanmadı. Deglr6328 ~ commonswiki varsayılır (telif hakkı iddialarına dayanarak).

Bu buz veya argon kristalinde, atomları düzenli bir yüz merkezli kübik (fcc) yapı alır. Bu sıcaklıklarda zayıf etkileşimlerinin etkisi budur. Bu yapıya ek olarak altıgen, daha kompakt kristaller de oluşturabilir.

Argon, az miktarda O ₂ , N ₂ ve CO varlığında kristalize olduğunda altıgen kristaller tercih edilir . Deforme olduklarında katı argon için en kararlı yapı olan yüz merkezli kübik faza geçerler.

Elektronik konfigürasyon

Argon için elektron konfigürasyonu:

3s ² 3p ⁶

Tüm izotoplar için aynı olan. Değerlik sekizlisinin tamamlandığına dikkat edin: 3s yörüngesinde 2 elektron ve 3p yörüngesinde 6 elektron, toplamda 8 elektron ekler.

Teorik ve deneysel olarak argon 3 boyutlu yörüngelerini kovalent bağlar oluşturmak için kullanabilir; ancak onu "zorlamak" için yüksek basınç gerekir.

Özellikleri

Fiziksel tanım

Bir elektrik alanına maruz kaldığında leylak-mor bir ışıma elde eden renksiz bir gazdır.

Atom ağırlığı

39,79 g / mol

Atomik numara

18

Erime noktası

83,81 K (-189,34ºC, -308,81ºF)

Kaynama noktası

87.302 K (-185.848ºC, -302.526ºF)

Tanrı

1.784 g / L

Buhar yoğunluğu

1,38 (1 olarak alınan havaya göre).

Suda gaz çözünürlüğü

33.6 cm ³ / kg arasındadır. Çok soğuk bir sıvılaştırılmış gaz olan argon suyla temas ederse şiddetli kaynama meydana gelir.

Organik sıvılarda çözünürlük

Çözünür.

Füzyon ısısı

1,18 kJ / mol

Buharlaşma ısısı

8,53 kJ / mol

Oktanol / su bölme katsayısı

Günlük P = 0.94

İyonlaşma enerjisi

Birinci seviye: 1.520.6 kJ / mol

İkinci seviye: 2.665.8 kJ / mol

Üçüncü seviye: 3.931 kJ / mol

Yani gaz fazında Ar ⁺ ve Ar ³⁺ arasındaki katyonları elde etmek için gerekli enerjiler .

Reaktivite

Argon asal bir gazdır ve bu nedenle reaktivitesi neredeyse sıfırdır. 7.5 K sıcaklıkta (mutlak sıfıra çok yakın) katı bir argon matrisinde hidrojen florürün fotolizi, argon florohidrit, HArF üretir.

Beta-hidrokinon ile kararlı bir sınıf oluşturmak için bazı elementlerle birleştirilebilir. Ayrıca, O, F ve Cl gibi yüksek elektromanyetik elementlere sahip bileşikler oluşturabilir.

Uygulamalar

Argonun uygulamalarının çoğu, inert bir gaz olduğu gerçeğine dayanmaktadır, bir dizi endüstriyel faaliyet geliştirmek için bir ortam oluşturmak için kullanılabilir.

Sanayi

-Argon, oksijen ve nitrojen varlığının üretebileceği zararlı etkiden kaçınarak, metallerin ark kaynağı için bir ortam oluşturmak için kullanılır. Ayrıca titanyum ve zirkonyum gibi metallerin rafine edilmesinde kaplama maddesi olarak da kullanılır.

-Akkor ampuller, ipliklerini korumak ve kullanım ömürlerini uzatmak için genellikle argon ile doldurulur. Neon tüplere benzer floresan tüplerde de kullanılır; ancak mavi-morumsu bir ışık yayarlar.

-Paslanmaz çeliğin dekarbürizasyon işleminde ve aerosollerde itici gaz olarak kullanılır.

-İyonizasyon odalarında ve partikül sayaçlarında kullanılır.

-Yarı iletkenlerin katkılanması için farklı elemanların kullanımında.

-Elektronik alanında yaygın olarak kullanılan silikon ve germanyum kristallerinin büyümesi için bir atmosfer yaratılmasına izin verir.

-Düşük ısı iletkenliği bazı pencerelerin cam levhaları arasında izolatör olarak kullanılmasında fayda vardır.

-Ambalaj içeriğine zararlı etkisi olabilecek oksijen ve nemden koruduğu için gıda ve ambalaja maruz kalan diğer malzemeleri muhafaza etmek için kullanılır.

Doktorlar

-Argon, kriyocerrahide kanserli dokuların çıkarılmasında kullanılır. Bu durumda argon kriyojenik bir sıvı gibi davranır.

-Kan damarlarında kanama, retina dekolmanı, glokom ve makulada dejenerasyon gibi çeşitli göz kusurlarını düzeltmek için tıbbi lazer ekipmanında kullanılır.

Laboratuvar ekipmanında

-Argon, Geiger radyoaktivite sayaçlarında helyum ve neon ile karışımlarda kullanılır.

-Gaz kromatografisinde sıyırma gazı olarak kullanılır.

-Taramalı elektron mikroskobuna tabi tutulan numuneyi kaplayan malzemeleri dağıtır.

Nerede bulunuyor?

Argon atmosferik havanın bir parçası olarak bulunur ve atmosferik kütlenin yaklaşık% 1'ini oluşturur. Atmosfer, bu gazın yalıtımı için ana endüstriyel kaynaktır. Kriyojenik fraksiyonel damıtma prosedürü ile izole edilir.

Öte yandan, Kozmos'ta yıldızlar silikonun nükleer füzyonu sırasında muazzam miktarlarda argon üretirler. Ayrıca Venüs ve Mars gibi diğer gezegenlerin atmosferlerinde de bulunabilir.

Referanslar

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) Argon ve Alaşımlarının Kristal Yapıları. Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Düşük Sıcaklık Fiziği LT9. Springer, Boston, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 Mart 2019). 10 Argon Gerçekleri - Ar veya Atom Numarası 18. Alıntı: thinkco.com
3. Todd Helmenstine. (31 Mayıs 2015). Argon gerçekleri. Kurtarıldı: sciencenotes.org
4. Li, X. vd. (2015). Yüksek basınç altında kararlı Lityum Argon bileşikleri. Sci Rep. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Kraliyet Kimya Derneği. (2019). Periyodik tablo: argon. Rsc.org'dan kurtarıldı
6. Doug Stewart. (2019). Argon Element Gerçekleri. Chemicool. Chemicool.com'dan kurtarıldı
7. Cubbon Katherine. (2015, 22 Temmuz). Argon Kimyası (Z = 18). Kimya Libretexts. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
8. Vikipedi. (2019). Argon. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
9. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2019). Argon. PubChem Veritabanı. CID = 23968. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov