Аргон

Аргон нь химийн элемент, атомын дугаар нь 18, химийн тэмдэглэгээ нь Ar. Аргон нь үелэх системийн 18-р бүлэг буюу инертийн хийн бүлгийн гуравдахь элемент бөгөөд дэлхийн агаар мандлын 0.93%-ийг эзлэнэ. Дэлхий дээр хамгийн өргөн тархалттай инерт хий юм. Аргоны электрон үүлний хамгийн гадна орбит электроноор бүрэн дүүргэгдсэн байдаг тул хамгийн тогтвортой, өөр элементүүдтэй химийн холбоо үүсгэдэггүй болно.

Аргон,  18Ar
Vial containing a violet glowing gas
Неоны спектрийн шугам
Ерөнхий шинж чанарууд
Нэр, тэмдэгаргон, Ar
Гадаад байдалөнгөгүй хий, өндөр хүчдэлийн цахилгаан орон дотор бэхийн ягаан өнгө ялгаруулан гэрэлтэнэ
Англи дуудлага/ˈɑrɡɒn/
AR-gon
Аргон-ийн үелэх систем дэх байрлал
Устөрөгч (диатомт металл бус)
Гели (инерт хий)
Лити (шүлтийн металл)
Берилли (газрын шүлтэт металл)
Бор (химийн элемент) (металлоид)
Нүүрстөрөгч (полиатомт металл бус)
Азот (диатомт металл бус)
Хүчилтөрөгч (диатомт металл бус)
Фтор (диатомт металл бус)
Неон (инерт хий)
Натри (шүлтийн металл)
Магни (газрын шүлтэт металл)
Хөнгөн цагаан (шилжилтийн дараах металл)
Цахиур (металлоид)
Фосфор (полиатомт металл бус)
Хүхэр (полиатомт металл бус)
Хлор (диатомт металл бус)
Аргон (инерт хий)
Кали (шүлтийн металл)
Кальци (газрын шүлтэт металл)
Сканди (шилжилтийн металл)
Титан (шилжилтийн металл)
Ванади (шилжилтийн металл)
Хром (шилжилтийн металл)
Манган (шилжилтийн металл)
Төмөр (химийн элемент) (шилжилтийн металл)
Кобальт (шилжилтийн металл)
Никель (шилжилтийн металл)
Зэс (шилжилтийн металл)
Цайр (шилжилтийн металл)
Галли (шилжилтийн дараах металл)
Германи (металлоид)
Арсени (металлоид)
Селени (полиатомт металл бус)
Бром (диатомт металл бус)
Криптон (инерт хий)
Рубиди (шүлтийн металл)
Стронци (газрын шүлтэт металл)
Иттри (шилжилтийн металл)
Циркони (шилжилтийн металл)
Ниоби (шилжилтийн металл)
Молибден (шилжилтийн металл)
Технеци (шилжилтийн металл)
Рутени (шилжилтийн металл)
Роди (шилжилтийн металл)
Паллади (шилжилтийн металл)
Мөнгө (химийн элемент) (шилжилтийн металл)
Кадми (шилжилтийн металл)
Инди (шилжилтийн дараах металл)
Цагаан тугалга (шилжилтийн дараах металл)
Сурьма (металлоид)
Теллур (металлоид)
Иод (диатомт металл бус)
Ксенон (инерт хий)
Цези (шүлтийн металл)
Бари (газрын шүлтэт металл)
Лантан (лантаноид)
Цери (лантаноид)
Празеодим (лантаноид)
Неодим (лантаноид)
Промети (лантаноид)
Самари (лантаноид)
Европи (лантаноид)
Гадолини (лантаноид)
Терби (лантаноид)
Диспрози (лантаноид)
Гольми (лантаноид)
Эрби (лантаноид)
Тули (лантаноид)
Иттерби (лантаноид)
Лютеци (лантаноид)
Гафни (шилжилтийн металл)
Тантал (шилжилтийн металл)
Вольфрам (шилжилтийн металл)
Рени (шилжилтийн металл)
Осми (шилжилтийн металл)
Ириди (шилжилтийн металл)
Цагаан алт (шилжилтийн металл)
Алт (шилжилтийн металл)
Мөнгөн ус (шилжилтийн металл)
Талли (шилжилтийн дараах металл)
Хар тугалга (шилжилтийн дараах металл)
Висмут (шилжилтийн дараах металл)
Полони (шилжилтийн дараах металл)
Астат (металлоид)
Радон (инерт хий)
Франци (шүлтийн металл)
Ради (газрын шүлтэт металл)
Актини (актиноид)
Тори (актиноид)
Протактини (актиноид)
Уран (актиноид)
Нептуни (актиноид)
Плутони (актиноид)
Америци (актиноид)
Кюри (актиноид)
Беркли (актиноид)
Калифорни (актиноид)
Эйнштейни (актиноид)
Ферми (актиноид)
Менделеви (актиноид)
Нобели (актиноид)
Лоуренси (актиноид)
Резерфорди (шилжилтийн металл)
Дубни (шилжилтийн металл)
Сиборги (шилжилтийн металл)
Бори (шилжилтийн металл)
Хасси (шилжилтийн металл)
Мейтнери (unknown chemical properties)
Дармштадти (unknown chemical properties)
Рентгени (unknown chemical properties)
Коперници (шилжилтийн металл)
Нихони (unknown chemical properties)
Флерови (шилжилтийн дараах металл)
Москови (unknown chemical properties)
Ливермори (unknown chemical properties)
Теннессин (unknown chemical properties)
Оганесон (unknown chemical properties)
Ne

Ar

Kr
хлораргонкали
Цэнэгийн тоо (Z)18
Атом масс (±) (Ar)39.948(1)[1]
Элементийн ангилал  инерт хий
Бүлэг, блокбүлэг 18 (инертийн хий), p-блок
Үеүе 3
Электрон бүтэц[Ne] 3s2 3p6
давхарга бүрт
2, 8, 8
Физик шинж чанарууд
Төлөвхий
Хайлах температур83.81 K ​(−189.34 °C, ​−308.81 °F)
Буцлах температур87.302 K ​(−185.848 °C, ​−302.526 °F)
Нягт стд (0 °C ба 101.325 kPa)1.784 g/L
шингэн үед, б.т.1.3954 г/см3
Гурвалсан цэг83.8058 K, ​68.89 kPa[2]
Критик цэг150.687 K, 4.863 MPa[2]
Хайлах энтальп1.18 Ж/моль
Уурших энтальп6.53 кЖ/моль
Хувийн дулаан шингээлт20.85[3] Ж/(моль·K)
Уурын даралт
P (Pa)1101001 k10 k100 k
at T (K) 4753617187
Атомын шинж чанар
Исэлдэлтийн зэрэг0
Цахилгаан сөрөг чанарПолингийн шаталбар: мэдээлэл гүгй
Ионжилтын энерги1 дэх: 1520.6 кЖ/моль
2 дахь: 2665.8 кЖ/моль
3 дахь: 3931 кЖ/моль
(илүү үзэх)
Ковалент радиус106±10 пм
Ван дер Ваальсийн радиус188 pm
Бусад
Талст бүтэц ​тал-төвтэй куб (ттк)
Face-centered cubic crystal structure for аргон
Дууны хурд323 m/s (хий, 27 °C-д)
Дулаан дамжуулалт17.72X10-3  W/(m·K)
Соронзон чанардисоронзон[4]
CAS дугаар7440-37-1
Түүх
Нээсэн ба анх ялгасанлорд Рэлей & Уильям Рамзай (1894)
Хамгийн тогвортой изотопууд
изоБДТХЗҮЗТЗЭ (MeV)ЗБ
36Ar0.337%+β+)0.433536S
37Arсин35 хоногε0.81337Cl
38Ar0.063%38Ar нь 20 нейтронтой үед тогтвортой
39Arул мөр269 жилβ0.56539K
40Ar99.600%40Ar нь 22 нейтронтой үед тогтвортой
41Arсин109.34 минβ2.4941K
42Arсин32.9 жилβ0.60042K
Хаалтан дахь задралыг таамаглаж байгаа, одоогоор гүйцэд судлагдаагүй
үзэх · хэлэлцэх · засах· эх сурвалж

Химийн шинж чанар

Аргон нь хүчилтөрөгчийн хийтэй ойролцоо хэмжээтэй, харин азотоос 2.5 дахин ихээр усанд уусна. Аргон нь өнгө, үнэр, амтгүй. Хий болон шингэн төлөвт хоргүй элемент. Аргон нь ямарч нөхцөлд инерт шинжтэй, өрөөний температурт тогтвортой нэгдэл үүсгэхгүй.

Аргон нь хэдийгээр инерт хий боловч, Хелсинкийн Их сургуулийн лабораторид аргоныг фтор ба устөрөгчтэй нэгдүүлэн аргон гидрофлюорид (HArF) метастэбл нэгдлийг гарган авсан байна[5]. Хэвийн нөхцөлд аргон нь HArF нэгдэл үүсгэхгүй боловч, аргон нь мөн усны молекулийн латиссд (lattice) урхилагдан клатрат үүсгэж болно[6]. Аргон агуулсан ионууд болон өдөөгдсөн төвшний комплексууд, жишээлбэл ArH+, ArF байдгийг тогтоосон байна. Онолын тооцооллоор хэд хэдэн төрлийн аргон агуулсан тогтвортой нэгдлүүд байж болох боловч, одоогоор эдгээр нэгдлүүдийг гарган авч чадаагүй байна.

Түүх

Аргоныг (Грек гаралтай, "идэвхигүй" гэдэг утгатай үгнээс гаралтай ба химийн хувьд идэвхигүй гэдэг утгыг агуулна)[7][8][9] анх 1785 онд Хенри Кавендиш агаарт агуулагдаж магадгүйг таамаглаж байсан боловч 1894 онд Лорд Рэлей, Уильям Рамзай нар агаарын дээжээс хүчилтөрөгч, азотыг зайлуулах туршилтаараа нээсэн байна[10][11]. Тэд агаар дахь азот нь, азот агуулсан химийн нэгдлээс ялган авсан азотоос 50% хүнд болохыг тогтоож, хэдэн сарын дараа агаарт, азоттой хамт өөр хий байна гэсэн дүгнэлтэнд хүрсэн байна[12]. 1882 онд Х.Ф.Невал, В.Н.Хартлей нар биенээсээ үл хамааран хийсэн туршилтаараа агаарын өнгөний спектрээс нэг шинэ шугам тодорхойлсон боловч энэхүү шугамд тохирох элементийг тодорхойлж чадаагүй байна. Аргон нь инерт хийнүүээс хамгийн түрүүнд нээгдсэн болно. Аргоны одоогийн химийн тэмдэглэгээ болох Ar-ыг 1957 онд тогтсон ба үүнээс өмнө A гэж тэмдэглэж байжээ[13].

Тархалт

Аргон ба мөнгөнусны уур бүхий хоолой

Аргон нь дэлхийн агаар мандлын эзэлхүүний 0.934%, массын 1.29% эзлэх тул агаар нь аргоныг ялган авах гол түүхий эд болно. Цэвэр Аргоныг, азот, хүчилтөрөгч, неон, криптон, ксенонтой адил, маш бага температурт фракцийн нэрлэг хийх замаар ялган авдаг байна[14].

Ангараг гаригийн агаар мандал 40Ar-ыг 1.6%, 36Ar-г 5 ппм (ppm) хэмжээтэй агуулна. Буд гаригийн нимгэн агаар мандал нь 70% Аргоноос тогтдог байна. 2005 онд Санчир гаригийн хамгийн том сар болох Титан дээр Аргон байгааг нээжээ[15].

Изотопууд

Дэлхий дээрхи хамгийн өргөн тархалттай изотопууд нь 40Ar (99.6%), 36Ar (0.34%) ба 38Ar (0.06%) юм. Байгаль дээр тааралдах 40K (хагас задралын хугацаа нь 1.25X109 жил) нь 40Ar (11.2%) ба 40Ca (88.8%) болон хувирна. Уг элементүүдийн харьцаан дээр тулгуурлан чулуулгийн үнэмлэхүй насыг тогтооно[16].

Дэлхийн агаар мандалд 39Ar нь сансрын туяаны нөлөөгөөр, Дэлхийн газрын гадаргуу орчимд (газрын гүнд) 39K-ийн задралаар үүснэ. 37Ar нь 40Ca задралаар цөмийн бөмбөгийн туршилтийн үед үүсдэг байна. 37Ar-ны хагас задралын хугацаа нь 35 өдөр байна[16]

Найрлага

Аргоны электроны "s" ба "p" орбит нь электроноор дүүргэгдсэн байдагаас болж аргон нь маш тогтвортой, бусад элементүүдтэй химийн холбоо үүсгэдэггүй байна. 2000 онд Хельсинкийн Их Сургуулийн эрдэмтэд анхны аргон өөр элементтэй нэгдсэн нэгдлийг (аргон гидрофлюорид буюу HArF) гарган авсан байна. Уг нэгдлийг маш бага хэмжээний устөрөгч ба фтор агуулсан хөлдүү аргоныг хэт ягаан туяагаар шарах замаар синтезлэсэн байна[17] Уг нэгдэл нь 40 К буюу −233 °C хүртэлх температурт тогтвортой байна.

2003 онд аргон дифлюоридыг (ArF2) нээснийг зарласан боловч батлагдаагүй байна.

Аргон мөс хайлж байгаа нь

Аргон гарган авах

Азотын буцлах температур 77.3K, aргоных 87.3 K, хүчилтөрөгчийнх 90.2 K байдаг тул энэ чанарыг нь ашиглан үйлдвэрийн нөхцөлд шингэрүүлсэн агаарыг нэрэх замаар эдгээр элементүүдийг гарган авна. Жилд Дэлхийн хэмжээнд 700 000 тонн аргоныг үйлдвэрлэдэг байна[18]

Цацраг идэвхит задралаар

40Ar нь хамгийн өргөн тархалттай изотопи бөгөөд 40Кали задралаар (хагас задралын хугацаа нь 1.25X109 жил) үүснэ.

Кали-Аргоноор үнэмлэхүй нас тогтоох арга
Гол өгүүлэл: Үнэмлэхүй нас тогтоох кали-аргоны арга


Хэрэглээ

Гал унтраахад зориулсан аргон хий бүхий баллон. Аргон нь цахилгаан хэрэгслийг гэмтээхгүй

Аргоны хэд хэдэн чухал шинж нь түүний хэрэглээг тодорхойлно:

  • Инерт хий. Ихэнхидээ азотын хийнээс илүү инерт шинж бүхий хий шаардлагатай үед
  • Бага дулаан дамжуулалт шаардлагатай үед
  • Электрон шинж чанар (ионжилт ба шингээлтийн спектр) шаардлагатай үед аргоныг хэрэглэнэ.

Бусад инерт хийнүүдийг ашиглаж болох боловч аргон нь хамгийн элбэг, хамгийн хямд инерт хий юм. Аргон нь харьцангуй хямд өртөгтэй. Учир нь их хэмжээгээр хэрэглэгддэг хүчилтөрөгч, азотыг үйлдвэрлэх үед дагалдах бүтээгдэхүүн болж гардаг. Хэдийгээр бусад инерт хийнүүдий мөн дагалдах бүтээгдэхүүн болж гарах боловч аргон нь агаарт хамгийн их хэмжээгээр агуулагддаг байна.

Аргоныг доорхи зорилгоор хэрэглэнэ. Үүнд:

  • Гэрэл ба гэрлэн чимэглэлд
  • Гагнуурт CO2-той цуг
  • Гал унтраах зорилгоор (зураг)
  • Плазмийн хий болгон ICP спектроскопиудад .
  • Титан зэрэг идэвхитэй металлийн боловсруулалтын үед идэвхигүй бүрхүүл болгон
  • Цахиур ба германий талстыг ургуулахгүйн тулд агаарын оронд
  • Музей ба архивийн эртний бичиг баримтыг агаарын хүчилтөрөгчтэй урвалд орохоос хамгаалан[19]
  • Онгойлгосон виног исэлдэхээс хамгаалах
  • Вино исгэж буй торхны дээд хэсэг дэх агаарыг зайлуулахад
  • Эмийн үйлдвэрт эм бэлдэж буй лонхонд аргаарын хүчилтөрөгч орохоос хамгаалан
  • Пуужингийн хошуу хэсгийг хөргөхөд [20]
  • Бал чулуун шатаагч зуухны бал чулууг хүчилтөрөгчтэй урвалд орохоос хамгаалах зэрэгт ашиглана.

Дараагийн нэг чухал хэрэглээ нь аргоны дулаан дамжуулалт бага байдаг дээр үндэслэнэ.Цонхонд дулааны алдаглыг багасгах зорилгоор ашиглана[21]. Усанд шумбагчдын хувцасыг аргоноор дүүргэнэ. Учир нь аргон инерт бас дулаан бага дамжуулна.

Аргоны ионжих ба гэрэлтэх чанарыг ашиглана. Физикийн туршилтуудад калориметр, плазм ламп болгон хэрэглэнэ. Хөх аргон лазерийг нүд, артерийн судас зэргийн хагалгаанд хэрэглэнэ[22].

Эдгээрээс гадна Аргон-39 (хагас задралын хугацаа 269 жил) газрын доорхи ус ба мөсний үнэмлэхүй нас, кали-аргоны арга нь магмын чулуулгийн үнэмлэхүй нас тогтооход хэрэглэгдэнэ.

Сөрөг нөлөө

Аргон нь хэдийгээр хоргүй боловч агаарт их хэмжээгээр агуулагдах үед хүн өөрт шаардлагатай хүчилтөрөгчийг авч чадахгүйд хүрч болно. АНУ-ын Флоридад аргон хадгалдаг танкнаас аргон алдагдан хэд хэдэн хүн амь насаа алдсан байна[23].

Гадаад холбоос

 Commons: Argon – Викимедиа дуу дүрсний сан
  • WebElements.com – Argon
  • Diving applications: Why Argon?
  • Argon Ar Properties, Uses, Applications
  • Computational Chemistry Wiki
  • Los Alamos National Laboratory – Argon
  • USGS Periodic Table - Argon
  • Emsley, J., Nature’s Building Blocks; Oxford University Press: Oxford, NY, 2001; pp. 35-39.
  • Brown, T. L.; Bursten, B. E.; LeMay, H. E., In Chemistry: The Central Science, 10th ed.; Challice, J.; Draper, P.; Folchetti, N. et al.; Eds.; Pearson Education, Inc.: Upper Saddle River, NJ, 2006; pp. 276 and 289.
  • Triple point temperature: 83.8058 K - Preston-Thomas, H. (1990). "The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)". Metrologia. 27: 3–10. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002.
  • Triple point pressure: 69 kPa - "Section 4, Properties of the Elements and Inorganic Compounds; Melting, boiling, triple, and critical temperatures of the elements". CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edition ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. 2005. {{cite book}}: |edition= has extra text (help)

Эшлэл