Argon
| Argon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Telaffuz | /ˈɑːrɡɒn/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Görünüm | elektrik alanına yerleştirildiğinde leylak / menekşe parıltısı gösteren renksiz gaz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standart atom ağırlığı Ar, std(Ar) | [39.792, 39.963] Konvansiyonel: 39.95[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Periyodik tablodaki Argon | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom numarası (Z) | 18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grup | 18. grup (soy gazlar) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | periyot 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Blok | p-blok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Element kategorisi | Soygazlar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektron konfigürasyonu | [Ne] 3s2 3p6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kabuk başına elektron | 2, 8, 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fiziksel özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| STP de Faz | gaz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erime noktası | 83.81 K (−189.34 °C, −308.81 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kaynama noktası | 87.302 K (−185.848 °C, −302.526 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Yoğunluk (STP) | 1.784 g/L | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| sıvı olduğunda (b.p.) | 1.3954 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Üçlü nokta | 83.8058 K, 68.89 kPa[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kritik nokta | 150.687 K, 4.863 MPa[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isı entalpisi | 1.18 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Buharlaştırma ısı | 6.53 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar ısı kapasitesi | 20.85[3] J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Buhar basıncı
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atom özellikleri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oksidasyon durumları | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegatiflik | Pauling ölçeği: no data | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| İyonlaşma enerjisi |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalent yarıçapı | 106±10 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals yarıçapı | 188 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
argon spektral çizgileri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Diğer özellikler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristal yapı | yüz merkezli kübik (fcc) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sesin hızı | 323 m/s (gaz, 27 °C'de) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Termal iletkenlik | 17.72×10−3 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Manyetik sıralama | diyamanyetik[4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Manyetik alınganlık | −19.6·10−6 cm3/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Numarası | 7440-37-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tarihçe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keşfeden ve ilk izolasyon | Lord Rayleigh ve William Ramsay (1894) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| argon ana izotopları | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 36 Ar and 38 Ar content may be as high as 2.07% and 4.3% respectively in natural samples. 40 Ar is the remainder in such cases, whose content may be as low as 93.6%. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Argon, sembolü Ar ve atom numarası 18 olan kimyasal bir elementtir. Periyodik tablonun 18. grubundadır ve bir soy gazdır. Argon, Dünya atmosferinde %0.934 (9340 ppmv) değerinde en bol bulunan üçüncü gazdır. Su buharının iki katından daha fazladır (ortalama 4000 ppmv civarındadır, ancak büyük ölçüde değişir), karbondioksit (400 ppmv) kadar 23 kat ve neon (18 ppmv) kadar 500 kat daha fazladır. Argon, yer kabuğunun %0.00015'ini içeren, Dünya'nın kabuğunda en bol bulunan soy gazdır.
Dünya atmosferindeki argonun neredeyse tamamı, yer kabuğundaki potasyum-40'ın bozulmasından türetilen radyojenik argon-40'tır. Evrende, argon-36, süpernovalarda yıldız nükleosentezi tarafından en kolay üretildiği için açık ara en yaygın argon izotopudur.
"Argon" adı, elementin neredeyse hiç kimyasal reaksiyona girmemesi nedeniyle, "tembel" veya "inaktif" anlamına gelen singργός'nin nötr tekil formu olan Yunanca ἀργόν kelimesinden türetilmiştir. Dış atom kabuğundaki sekizli (sekiz elektron), argonu stabil ve diğer elementlerle bağlanmaya karşı dirençli hale getirir. Üçlü nokta sıcaklığı 83.8058 K, 1990 Uluslararası Sıcaklık Ölçeğinde belirleyici bir sabit noktadır.
Argon endüstriyel olarak sıvı havanın fraksiyonel damıtılmasıyla üretilir. Argon çoğunlukla, normalde reaktif olmayan maddelerin reaktif hale geldiği kaynak ve diğer yüksek sıcaklık endüstriyel işlemlerinde inert koruyucu bir gaz olarak kullanılır; örneğin, grafit elektrikli fırınlarında grafitin yanmasını önlemek için bir argon atmosferi kullanılır. Argon ayrıca akkor lamba, floresan aydınlatma ve diğer gaz deşarj tüplerinde de kullanılır. Argon kendine özgü mavi-yeşil gaz lazeri yapar. Argon ayrıca flüoresan ışıma starterlerinde de kullanılır.
Özellikleri
Argon, suda oksijen ile yaklaşık olarak aynı çözünürlüğe sahiptir ve suda azottan 2.5 kat daha fazla çözünür. Argon renksiz, kokusuz, alev almaz ve katı, sıvı veya gaz olarak toksik değildir. Argon çoğu koşulda kimyasal olarak inerttir ve oda sıcaklığında onaylanmış stabil bileşikler oluşturmaz.
Argon soy bir gaz olmasına rağmen, çeşitli ekstrem koşullar altında bazı bileşikler oluşturabilir. 17 K (−256.1 °C; −429.1 °F) altında kararlı olan flor ve hidrojen içeren bir argon bileşiği olan argon florohidrür (HArF) gösterilmiştir. Argonun nötr yer durumu kimyasal bileşikleri şu anda HArF ile sınırlı olsa da, argon atomları bir su molekülü kafesinde hapsedildiğinde argon su ile klatratlar oluşturabilir. ArH+
gibi iyonlar ve ArF gibi uyarılmış hal kompleksler gösterilmiştir. Teorik hesaplama, kararlı olması gereken ancak henüz sentezlenmemiş birkaç argon bileşiğini daha tahmin eder.
Tarihçe
Argon (Yunanca laργόν, laργός'nin "tembel" veya "aktif olmayan" anlamına gelen nötr tekil formu), kimyasal hareketsizliğine referans olarak adlandırılmıştır. Bu ilk soy gazın kimyasal özelliği keşfedilecek isimleri etkiledi. Reaktif olmayan bir gazın, 1785 yılında Henry Cavendish tarafından havanın bir bileşeni olduğu düşünülüyordu.
Argon ilk olarak 1894 yılında Lord Rayleigh ve Sir William Ramsay tarafından Londra Üniversitesi Koleji'nde oksijen, karbondioksit, su ve azotu temiz hava örneğinden uzaklaştırarak izole edilmiştir. Bunu ilk olarak Henry Cavendish'in bir deneyini kopyalayarak başardılar. Canvendish'in orijinal deneyinde potasyum hidroksit olan çok miktarda seyreltik alkali çözeltisi (B) üzerinde bir test tüpünde (A) ek oksijen içeren bir atmosfer havası karışımını hapsettiler ve Platin tel elektrotların etrafına sızdırmaz hale gelen, tellerin uçlarını (DD) gaza maruz bırakan ve alkali çözeltiden izole eden U şekilli cam tüpler (CC) denediler. Ark, beş Grove hücreli bir batarya ve orta büyüklükte bir Ruhmkorff bobini ile güçlendirildi. Alkali, ark tarafından üretilen azot oksitleri ve ayrıca karbondioksiti emdi. En az bir ya da iki saat boyunca gaz hacminde bir azalma görülmeyene ve ark incelendiğinde ve gaz incelendiğinde spektral nitrojen çizgileri ortadan kalkana kadar yayı çalıştırdılar. Kalan oksijen, Argon adını verdikleri anlaşılan reaktif olmayan bir gazın arkasında bıraktıgı için alkalin pirogallat ile reaksiyona sokuldu.
Gazı izole etmeden önce kimyasal bileşiklerden üretilen azotun atmosferdeki azottan %0.5 daha hafif olduğunu belirlediler. Fark hafifti, ancak dikkatlerini aylarca çekmek için yeterince önemliydi. Havada azotla karıştırılmış başka bir gaz olduğu sonucuna vardılar. Argon'a ayrıca 1882 yılında H. F. Newall ve W. N. Hartley'nin bağımsız araştırmasıyla rastlanmıştır. Her biri hava emisyon spektrumunda bilinen elementlerle eşleşmeyen yeni çizgiler gözlemledi.
1957 yılına kadar argonun sembolü "A" idi, ama şimdi "Ar" dır.
Oluşum
Argon, Dünya atmosferinin hacimce %0.934'ünü ve kütle olarak %1.288'ini oluşturur ve hava, arıtılmış argon ürünlerinin birincil endüstriyel kaynağıdır. Argon havadan, çoğunlukla saflaştırılmış azot, oksijen, neon, kripton ve ksenon üreten bir işlem olan kriyojenik fraksiyonel damıtma ile izole edilir. Yerkabuğu ve deniz suyu sırasıyla 1.2 ppm ve 0.45 ppm argon içerir.
İzotopları
Dünyada bulunan argonun ana izotopları 40Ar (% 99.6), 36Ar (% 0.34) ve 38Ar (% 0.06) 'dır. Doğal olarak oluşan 40K, yarı ömrü 1.25×109 yıl olan elektron yakalama veya pozitron emisyonu ile kararlı 40Ar'a (% 11.2) ve ayrıca kararlı Beta bozunması ile 40Ca'a bozunur (% 88.8). Bu özellikler ve oranlar kayaçların yaşını K–Ar tarihine göre belirlemek için kullanılır.
Dünya atmosferinde 39Ar, kozmik ışın aktivitesi ile, öncelikle 40Ar'ın nötron yakalanması ve ardından iki nötron emisyonu ile yapılır. Yeraltı ortamında, 39K ile nötron yakalama ve ardından proton emisyonu ile üretilir. 37Ar, 40Ca ile nötron yakalamasından, ardından yer altı nükleer patlamalarının bir alfa parçacık emisyonundan kaynaklanır. 35 günlük yarılanma ömrüne sahiptir.
Güneş Sistemindeki yerler arasında, argonun izotop bileşimi büyük ölçüde değişir. Argonun ana kaynağı kayalarda 40K'nın bozulması olduğunda, 40Ar Dünya'da olduğu gibi baskın izotop olacaktır. Doğrudan yıldız nükleosentezi ile üretilen argon, alfa-işlem nüklidi 36Ar tarafından domine edilir. Buna karşılık olarak, güneş argonu %84.6 36Ar (güneş rüzgar ölçümlerine göre) içerir ve dış gezegenlerin atmosferlerindeki üç izotop 36Ar: 38Ar: 40Ar oranı 8400: 1600: 1'dir. Bu, Dünya atmosferinde sadece 31.5 ppmv (= 9340 ppmv × 0.337) olan ve dünyanın probları ile ölçülen neon (18.18 ppmv) ile karşılaştırılabilecek primordial 36Ar bolluğuyla tezat oluşturur.
Mars, Merkur ve Titan (Satürn'ün en büyük ayı) atmosferleri, ağırlıklı olarak 40Ar kadar argon içerir ve içeriği %1,93 (Mars) kadar yüksek olabilir.
Radyojenik 40Ar'ın baskınlığı, karasal argonun standart atom ağırlığının, bir sonraki eleman olan potasyumdan daha fazla olmasının sebebidir, bu da argon keşfedildiğinde kafa karıştırıcı bir gerçekti. Mendeleev elementleri periyodik tablosuna atom ağırlığı sırasına göre yerleştirdi, ancak argonun eylemsizliği reaktif alkali metalden önce bir yerleştirme önerdi. Henry Moseley daha sonra bu problemi periyodik tablonun aslında atom numarası sırasına göre düzenlendiğini göstererek çözdü (bkz. Periyodik tablonun Tarihçesi).
Bileşikler
Argon'un tam sekizli elektronları tam s ve p alt kabuklarını gösterir. Bu tam değerlik kabuğu, argonu diğer elementlerle bağlanmaya karşı çok kararlı ve son derece dayanıklı hale getirir. 1962'den önce, argon ve diğer soy gazların kimyasal olarak inert oldukları ve bileşik oluşturamadığı düşünülüyordu; bununla birlikte, daha ağır soy gazların bileşikleri sentezlenmiştir.
Tungsten pentakarbonil W(CO)5Ar ile ilk argon bileşiği 1975'te izole edildi. Ancak o zamanlar pek tanınmamıştı. Ağustos 2000'de, Helsinki Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından, az miktarda hidrojen florür içeren sezyum iyodür içeren donmuş argon üzerine parlatılarak bir başka argon bileşiği olan argon florohidrit (HArF) oluşturuldu. Bu keşif, ilk olmadığı halde argonun zayıf bağlı bileşikler oluşturabileceğinin farkına varmıştır. 17 kelvin (−256 °C) sıcaklığa kadar stabildir. Karbonil florür ve fosgen ile valans-izoelektronik olan metastabil ArCF2+
2 dikte 2010 yılında gözlemlenmiştir. Argon hidrit (argonyum) iyonları formundaki Argon-36, Yengeç Bulutsusu süpernova ile ilişkili yıldızlararası ortamda tespit edilmiştir; bu, uzayda tespit edilen ilk soy gaz molekülüdür.
Katı argon hidrit (Ar(H2)2), MgZn2 Laves fazı ile aynı kristal yapıya sahiptir. 4.3 ve 220 GPa arasındaki basınçlarda oluşur, ancak Raman ölçümleri Ar(H2)2'deki H2 moleküllerinin 175 GPa'nın üzerinde ayrıldığını gösterir.
Üretim
Endüstriyel
Argon endüstriyel olarak bir kriyojenik hava ayırma birimindeki sıvı havanın fraksiyonel damıtılmasıyla üretilir; 77.3 K'da kaynayan sıvı azotu 87.3 K'da kaynayan argondan ve 90.2 K'da kaynayan sıvı oksijeni ayıran bir işlem, her yıl dünya çapında yaklaşık 700.000 ton argon üretilmektedir.
Radyoaktif bozunmalarda
Argonun en bol izotopu olan 40Ar, elektron yakalama veya pozitron emisyonu ile yarı ömrü 1.25×109 yıl olan 40K'nın bozulmasıyla üretilir. Bu nedenle, kayaların yaşını belirlemek için potasyum-argon tarihlemesinde kullanılır.
Uygulamalar
Argon'un arzu edilen birkaç özelliği vardır:
- Argon kimyasal olarak inert bir gazdır.
- Argon, azot yeterince inert olmadığında en ucuz alternatiftir.
- Argon düşük ısı iletkenliğine sahiptir.
- Argon, bazı uygulamalar için arzu edilen elektronik özelliklere (iyonizasyon ve / veya emisyon spektrumu) sahiptir.
Diğer soy gazlar bu uygulamaların çoğu için eşit derecede uygun olacaktır, ancak argon açık ara en ucuz olanıdır. Argon ucuzdur, çünkü havada doğal olarak bulunur ve sıvı oksijen ve sıvı azot üretiminde kriyojenik hava ayrılmasının bir yan ürünü olarak kolayca elde edilir: havanın birincil bileşenleri büyük bir endüstriyel ölçekte kullanılır. Diğer soy gazlar (helyum hariç) da bu şekilde üretilir, ancak argon bugüne kadar en bol olanıdır. Argon uygulamalarının çoğu basitçe inert ve nispeten ucuz olduğu için ortaya çıkar.
Endüstriyel işlemler
Argon, normalde reaktif olmayan maddelerin reaktif hale geldiği bazı yüksek sıcaklıklı endüstriyel işlemlerde kullanılır. Örneğin, grafit elektrikli fırınlarında grafitin yanmasını önlemek için bir argon atmosferi kullanılır.
Bu işlemlerin bazıları için, azot veya oksijen gazlarının varlığı malzeme içinde kusurlara neden olabilir. Argon, gaz metal ark kaynağı ve gaz tungsten ark kaynağı gibi bazı ark kaynaklarında ve ayrıca titanyum ve diğer reaktif elemanların işlenmesinde kullanılır. Argon atmosferi, silikon ve germanyum kristallerinin yetiştirilmesi için de kullanılır.
Argon, kümes hayvanı endüstrisinde, hastalık salgınlarını takiben kitlesel ıskartaya çıkarmak için veya elektrik çarpmasından daha insancıl bir kesim aracı olarak kuşları boğmak için kullanılır. Argon havadan daha yoğundur ve inert gaz boğulma sırasında yere yakın oksijenin yerini alır. Reaktif olmayan doğası onu bir gıda ürününde uygun hale getirir ve ölü kuş içindeki oksijenin yerini aldığı için argon da raf ömrünü uzatır.
Argon bazen değerli ekipmanların su veya köpükten zarar görebileceği yangınları söndürmek için kullanılır.
Bilimsel araştırma
Sıvı argon, nötrino deneyleri ve doğrudan karanlık madde araştırmaları için hedef olarak kullanılır. Varsayımsal WIMP'ler ve bir argon çekirdeği arasındaki etkileşim, fotoçoğaltıcı tüpler tarafından tespit edilen sintilasyon ışığı üretir. WIMP-çekirdeği saçılması sırasında üretilen iyonize elektronları tespit etmek için argon gazı içeren iki fazlı detektörler kullanılır. Diğer sıvılaştırılmış soy gazların çoğunda olduğu gibi, argon da yüksek sintilasyon ışık verimine sahiptir (yaklaşık 51 foton/keV), kendi sintilasyon ışığına karşı şeffaftır ve saflaştırılması nispeten kolaydır. Ksenon ile karşılaştırıldığında, argon daha ucuzdur ve elektronik geri tepmelerin nükleer geri tepmelerden ayrılmasını sağlayan farklı bir sintilasyon zaman profiline sahiptir. Öte yandan, 39Ar kontaminasyonu daha az olan yeraltı kaynaklarından argon kullanmadıkça, kendinden beta-ray arka planı 39Ar kontaminasyonu nedeniyle daha büyüktür.
Dünya atmosferindeki argonun çoğu, Dünya'daki doğal potasyumda bulunan uzun ömürlü 40K'nın (40
K + e− → 40
Ar + ν) elektron yakalanmasıyla üretildi.
Atmosferdeki 39Ar aktivitesi, zarar verici reaksiyonu 40Ar (n, 2n) 39Ar ve benzer reaksiyonlar yoluyla kozmojenik üretim ile korunur. 39Ar'ın yarı ömrü sadece 269 yıldır. Sonuç olarak, kaya ve su ile korunan yeraltı Ar, çok daha az 39Ar kontaminasyonuna sahiptir. Şu anda sıvı argon ile çalışan karanlık madde dedektörleri arasında DarkSide, WArP, ArDM, microCLEAN ve DEAP bulunmaktadır. Nötrino deneyleri, her ikisi de nötrino etkileşimlerinin ince taneli üç boyutlu görüntülenmesi için bir zaman projeksiyon odasında yüksek saflıkta sıvı argon kullanan ICARUS ve MicroBooNE'yi içerir.
Linköping Üniversitesi, İsveç'te, inert gaz, metalik filmleri iyonize etmek için plazmanın dahil edildiği bir vakum odasında kullanılmaktadır. Bu işlem, bilgisayar işlemcilerinin üretilmesi için kullanılabilecek bir film ile sonuçlanır. Yeni süreç kimyasal banyolara olan ihtiyacı ve pahalı, tehlikeli ve nadir malzemelerin kullanımını ortadan kaldıracaktır.
Koruyucu
Argon, içeriğin raf ömrünü uzatmak için oksijen ve nem içeren havayı ambalaj malzemesinde değiştirmek için kullanılır (argon, Avrupa gıda katkı maddesi kodu E938'e sahiptir). Havadaki oksidasyon, hidroliz ve ürünleri bozan diğer kimyasal reaksiyonlar geciktirilir veya tamamen önlenir. Yüksek saflıkta kimyasallar ve farmasötikler bazen argon içinde paketlenir ve mühürlenir.
Şarap yapımında, argon, hem mikrobiyal metabolizmayı (asetik asit bakterilerinde olduğu gibi) hem de standart redoks kimyasını besleyerek şarabı bozabilecek sıvı yüzeyindeki oksijene karşı bir bariyer sağlamak için çeşitli aktivitelerde kullanılır.
Argon bazen vernik, poliüretan ve boya gibi ürünler için aerosol kutularında itici olarak ve açıldıktan sonra saklama için bir kap hazırlarken havayı değiştirmek için kullanılır.
2002'den beri Amerikan Ulusal Arşivleri, bozulmalarını engellemek için argon dolu depolarda Bağımsızlık Bildirgesi ve Anayasa gibi önemli ulusal belgeleri saklamaktadır. Argon, son yirmi yılda kullanılan helyuma tercih edilir, çünkü helyum gazı çoğu kap içindeki moleküller arası gözeneklerden kaçar ve düzenli olarak değiştirilmelidir.
Laboratuar ekipmanları
Argon, Schlenk hatları ve torpido gözlerinde inert gaz olarak kullanılabilir. Argon, azotun reaktifler veya aparatla reaksiyona girebileceği durumlarda daha ucuz olan azota tercih edilir.
Argon, gaz kromatografisinde ve elektrosprey iyonizasyon kütle spektrometrisinde taşıyıcı gaz olarak kullanılabilir; ICP spektroskopisinde kullanılan plazma için tercih edilen gazdır. Argon, elektron mikroskobu taraması için numunelerin püskürtme kaplaması için tercih edilir. Argon gazı ayrıca mikroelektronikte olduğu gibi ince filmlerin püskürtülerek biriktirilmesi ve mikrofabrikasyonda gofret temizliği için yaygın olarak kullanılır.
Tıbbi kullanım
Kriyoablasyon gibi kriyocerrahi prosedürleri, kanser hücreleri gibi dokuları yok etmek için sıvı argon kullanır. Argon plazma ışını elektrocerrahisi formu olan "argonla güçlendirilmiş pıhtılaşma" adı verilen bir prosedürde kullanılır. Prosedür gaz emboli üretme riski taşır ve en az bir hastanın ölümüyle sonuçlanmıştır.
Mavi argon lazerleri ameliyatta arterleri kaynaklamak, tümörleri yok etmek ve göz kusurlarını düzeltmek için kullanılır.
Argon ayrıca, çözünmüş azotun kandan atılmasını hızlandırmak için Argox olarak bilinen nefes alma veya dekompresyon karışımındaki azotun yerini almak için deneysel olarak kullanılmıştır.
Aydınlatma
Akkor ışıklar, filamanları oksidasyondan yüksek sıcaklıkta korumak için argon ile doldurulur. Deneysel parçacık fiziğinde plazma küreleri ve kalorimetri gibi ışığı iyonlaştırıp yaydığı özel bir yöntem için kullanılır. Saf argonla doldurulmuş gaz deşarj lambaları leylak / menekşe ışığı sağlar; argon ve biraz cıva, mavi ışık ile. Argon ayrıca mavi ve yeşil argon-iyon lazerler için de kullanılır.
Çeşitli kullanımlar
Argon, enerji tasarruflu pencerelerde ısı yalıtımı için kullanılır. Argon aynı zamanda inert olduğu ve düşük ısı iletkenliğine sahip olduğu için teknik tüplü dalışta kuru bir elbiseyi şişirmek için kullanılır.
Argon, Değişken Spesifik Darbe Manyetoplazma Roketinin (VASIMR) geliştirilmesinde itici olarak kullanılır. Sıkıştırılmış argon gazının genleşmesine izin verilir, AIM-9 Sidewinder füzesinin bazı versiyonlarının arayıcı kafalarını soğutmak ve soğutulmuş termal arayıcı kafaları kullanan diğer füzelerde kullanıldı. Gaz yüksek basınçta depolanır.
269 yıllık yarılanma ömrüne sahip Argon-39, başta buz çekirdeği ve yeraltı suyu tarihlemesi olmak üzere bir dizi uygulama için kullanılmıştır. Ayrıca, sedimanter, metamorfik ve magmatik kayaçların tarihlendirilmesinde potasyum-argon tarihlemesi ve ilgili argon-argon tarihlemesi kullanılmaktadır.
Argon, hipoksik koşulları simüle etmek için sporcular tarafından bir doping ajanı olarak kullanılmıştır. 2014 yılında, Dünya Anti-Doping Ajansı (WADA), yasaklanmış maddeler ve yöntemler listesine argon ve ksenon ekledi, ancak şu anda kötüye kullanım için güvenilir bir test yoktur.
Emniyet
Argon toksik olmamasına rağmen, havadan %38 daha yoğundur ve bu nedenle kapalı alanlarda tehlikeli bir boğucu madde olarak kabul edilir. Tespiti zordur çünkü renksiz, kokusuz ve tatsızdır. Alaska'da yapım aşamasında olan bir petrol borusunun argon dolu bir bölümüne girdikten sonra bir adamın boğulduğu 1994 olayı, kapalı alanlarda argon tankı sızıntısının tehlikelerini vurgular ve uygun kullanım, depolama ve dokunma ihtiyacını vurgular.
Kaynak
- ↑ "IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes". King's Center for Visualization in Science. IUPAC, King's Center for Visualization in Science. 8 October 2019 Alınmıştır.
- ↑ 2,0 2,1 Haynes, William M., ed. (2011). CRC Kimya ve Fizik El Kitabı (92. ed.). Boca Raton, FL: CRC Yayınları. p. 4.121. ISBN 1439855110.
- ↑ Shuen-Chen Hwang, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan (2005). "Noble Gases". Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. pp. 343–383. doi:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01.
- ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
- ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.