Storia, struttura, proprietà, usi dell'argon

Lui argon È uno dei gas nobili nella tavola periodica e costituisce circa l'1% dell'atmosfera terrestre. È rappresentato dal simbolo chimico AR, un elemento che ha una massa atomica pari a 40 per il suo isotopo più abbondante sulla Terra (⁴⁰Ar); Altri isotopi sono i ³⁶AR (il più abbondante nell'universo), ³⁸AR e il radioisotopo ³⁹Ar.

Il suo nome deriva dalla parola greca "argos", che significa inattivo, lento o inattivo, poiché ha composto la frazione mesurabile dell'aria che non ha reagito. L'azoto e l'ossigeno reagiscono tra loro al calore di una scintilla elettrica, formando ossidi di azoto; Anidride carbonica con una soluzione NaOH di base; Ma l'AR, senza niente.

Violet Luminescent Download Caratteristica degli atomi di argon ionizzati. Fonte: Wikigian [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

L'argon è un gas incolore, senza odore o sapore. È uno dei pochi gas che non mostrano alcun cambiamento di colore durante la condensazione, quindi essendo il suo liquido incolore e il suo gas; Lo stesso accade con il suo solido cristallino.

Un'altra delle sue caratteristiche principali è la sua emissione di luce viola quando viene riscaldata all'interno di un tubo di scossa elettrica (immagine superiore).

Sebbene sia un gas inerte (sebbene non in condizioni speciali) e questo manca anche di attività biologica, può spostare l'ossigeno dall'aria causando soffocamento. Alcuni fattori infatti lo usano a loro favore per annegare le fiamme rimuovendo l'ossigeno.

La sua inerzia chimica favorisce la sua applicazione come atmosfera per le reazioni le cui specie sono suscettibili a ossigeno, vapore acqueo e azoto. Offre anche fabbriche medio da riporre e metalli, leghe o semiconduttori.

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Storia della tua scoperta

Nel 1785 Henry Cavendish, mentre studiava l'azoto dell'aria, chiamato "aria fogistica", concluse che una parte dell'azoto poteva essere un componente inerte.

Più di un secolo dopo, nel 1894, gli scienziati britannici Lord Rayleigh e Sir William Ramsey scoprirono che l'azoto preparato dall'eliminazione dell'ossigeno dall'aria atmosferica era più pesante dello 0,5 % rispetto all'azoto ottenuto da alcuni composti; Ad esempio, ammoniaca.

I ricercatori sospettavano che la presenza di un altro gas nell'aria atmosferica miscelata con azoto. Quindi si è scoperto che il gas rimanente dopo l'eliminazione dell'azoto dall'aria atmosferica, era un gas inerte che ora è noto come Argon.

Questo è stato il primo gas inerte isolato sulla Terra; Da qui il suo nome, poiché Argon significa pigro, inattivo. Tuttavia, nel 1868 la presenza di elio al sole era stata rilevata attraverso studi spettroscopici.

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F. Newall e W. N. Hartley, nel 1882, osservato linee di trasmissione, probabilmente corrispondenti all'argon, che non corrispondeva a quelle presentate dagli altri elementi noti.

Struttura dell'argon

L'argon è un gas nobile e di conseguenza ha gli orbitali del suo ultimo livello di energia completamente completo; Cioè, il suo strato di Valencia presenta otto elettroni. L'aumento del numero di elettroni, tuttavia, non contrasta la crescente forza di attrazione esercitata dal nucleo; E quindi, i loro atomi sono i più piccoli di ogni periodo.

Detto questo, gli atomi di argon possono essere visualizzati come "marmo" con nuvole elettroniche molto compresse. Gli elettroni si muovono omogeneamente attraverso tutti gli orbitali completi, causando improbabile la polarizzazione; Cioè, che una regione ha origine con una relativa carenza di elettroni.

Per questo motivo, le forze di dispersione di Londra sono particolarmente per l'argon e la polarizzazione trarrà beneficio solo se il raggio atomico e/o la massa atomica aumentano. Ecco perché Argon è un gas che condensa -186ºC.

Disegnando il gas, si vedrà che i suoi atomi o marmi possono appena rimanere uniti, in assenza di qualsiasi tipo di AR-AR-AR. Tuttavia, non si può ignorare che tali marmi possono interagire bene con altre molecole apolari; Ad esempio, il CO₂, N₂, Ne, ch₄, Tutti presenti nella composizione dell'aria.

Cristalli

Gli atomi di argon iniziano a rallentare mentre la temperatura scende intorno a -186 ° C; Quindi accade la condensa. Ora le forze intermolecolari acquisiscono una maggiore efficacia, perché la distanza tra gli atomi è inferiore e dà tempo per le poche polarizzazioni o polarizzazioni.

Questo argon liquido è disordinato ed non è noto come i suoi atomi possano essere disposti esattamente.

Quando la temperatura scende ulteriormente, fino a -189 ° C (solo tre gradi in meno), l'argon inizia a cristallizzazione in ghiaccio incolore (immagine inferiore). Forse il ghiaccio termodinamicamente è più stabile di Argon Ice.

Argon che si scioglie il ghiaccio. Fonte: nessun autore leggibile da macchina fornita. Rondine. [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

Su questo cristallo di ghiaccio o argon i suoi atomi adottano una struttura ordinata di tipo cubico centrato su facce (FCC). A queste temperature tale è l'effetto delle loro interazioni deboli. Oltre a questa struttura, può anche formare cristalli esagonali e più compatti.

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I cristalli esagonali sono favoriti quando l'argon si cristallizza in presenza di piccole quantità di o₂, N₂ e co. Quando si deformano, subiscono una transizione alla fase cubica centrata sui volti, la struttura più stabile per l'argon solido.

Configurazione elettronica

La configurazione elettronica per Argon è:

[Ne] 3s²3p⁶

Che è lo stesso per tutti gli isotopi. Si noti che il tuo Octeto de Valencia è completo: 2 elettroni nell'orbitale 3S e 6 nell'orbitale 3p, aggiungendo 8 elettroni in totale.

Teorico e sperimentalmente l'Argon può avere i suoi orbitali 3D per formare legami covalenti; Ma sono necessarie alte pressioni per "forzarlo".

Proprietà

Descrizione fisica

È un gas incolore che, se esposto a un campo elettrico, acquisisce una lucentezza Lilate-Violet.

Peso atomico

39,79 g/mol

Numero atomico

18

Punto di fusione

83,81 K (-189.34 ºC, -308,81 ºF)

Punto di ebollizione

87.302 K (-185.848 ºC, -302.526 ºF)

Sono

1.784 g/l

Densità del vapore

1.38 (con una relazione d'aria presa come 1).

Solubilità del gas in acqua

33,6 cm³/kg. Se l'argon come gas liquefatto molto freddo entra in contatto con l'acqua, si verifica un'ebollizione violenta.

Solubilità nei liquidi organici

Solubile.

Calore di fusione

1,18 kJ/mol

Calore di vaporizzazione

8,53 kJ/mol

Coefficiente di partizione ottanolo/acqua

Log p = 0,94

Energia ionizzata

Primo livello: 1.520,6 kJ/mol

Secondo livello: 2.665,8 kJ/mol

Terzo livello: 3.931 kJ/mol

Cioè le energie necessarie per ottenere cationi tra AR⁺ e ar³⁺ in una fase gassosa.

Reattività

L'argon è un gas nobile e quindi la sua reattività è quasi zero. La fotolisi del fluoruro di idrogeno in una matrice di argon solido a una temperatura di 7,5 K (molto vicina allo zero assoluto) produce fluoroidruro di argon, HARF.

Può essere combinato con alcuni elementi per originare un classe stabile con beta-idrochinone. Inoltre, può formare composti con elementi altamente elettromagnetici, come O, F e Cl.

Applicazioni

La maggior parte delle applicazioni Argon si basa sul fatto che essendo un gas inerte, può essere utilizzato per stabilire un ambiente per sviluppare una serie di attività industriali.

Industriali

-L'argon viene utilizzato per creare un ambiente per la saldatura in arco di metallo, evitando azioni dannose in grado di produrre la presenza di ossigeno e azoto. Viene anche usato come agente di copertura nel perfezionamento di metalli come titanio e zirconio.

-Le lampadine a incandescenza sono generalmente piene di argon, per proteggere i loro filamenti e prolungare la loro vita utile. Viene anche usato in tubi fluorescenti simili a quelli del neon; Ma emettono una luce blu-violeta.

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-Viene utilizzato nel processo di decarbrazione in acciaio inossidabile e come gas propellente negli aerosol.

-È usato nelle telecamere di ionizzazione e nei contatori di particelle.

-Anche nell'uso di diversi elementi per il doping dei semiconduttori.

-Permette di creare un'atmosfera per la crescita di cristalli di silicio e germanio, di grande uso nel campo dell'elettronica.

-La sua bassa conduttività termica è utile da utilizzare come isolante tra i fogli di vetro di alcune finestre.

-Viene utilizzato per preservare gli alimenti e altri materiali soggetti a imballaggi, poiché li protegge dall'ossigeno e dall'umidità che possono esercitare un effetto dannoso sul contenuto della confezione.

Medici

-L'argon è usato in Cryocirugia per la rimozione dei tessuti cancerosi. In questo caso, Argon si comporta come un liquido criogenico.

-È usato nelle apparecchiature mediche laser per correggere diversi difetti oculari, come: emorragie nei vasi sanguigni, distacco della retina, glaucoma e degenerazione maculare.

In attrezzature di laboratorio

-L'argon è usato nelle miscele con elio e neon nei contatori di radioattività Geiger.

-Viene usato come gas di trascinamento in gascromatografia.

-Disperso i materiali che coprono il campione sottoposto a microscopia elettronica a scansione.

Dove si trova?

L'argon fa parte dell'aria atmosferica, che costituisce circa l'1% della massa atmosferica. L'atmosfera è la principale fonte industriale per l'isolamento di questo gas. È isolato dalla procedura di distillazione criogenica frazionata.

D'altra parte, nel cosmo le stelle generano enormi quantità di argon durante la fusione nucleare del silicio. Può anche essere situato nelle atmosfere di altri pianeti, come Venere e Marte.

Riferimenti

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