Аргон

Аргон (лат. Argon), Ar, химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева, относится к инертным газам; атомный номер 18, атомная масса 39,948. При обычных условиях Аргон - газ без цвета, запаха и вкуса. К открытию Аргона привело обнаруженное в 1892 году Дж. Рэлеем превышение на 0,0016 г/л (при 0°С и 101325 н/м²) плотности азота из воздуха по сравнению с плотностью азота, полученного из его соединений. В 1894 Рэлей и У. Рамзай выделили из азота воздуха газ, обладающий химические инертностью (греч. argos - бездеятельный). После открытия других инертных газов они были объединены в отдельную нулевую группу периодической системы; теперь общепринято рассматривать их как главную подгруппу VIII группы.

В природе Аргон присутствует только в свободном виде. Атмосфера содержит 16·10¹²т Аргон, земная кора 0,165·10¹²т, вода 0,752·10¹² т. Объемная концентрация Аргон в воздухе 0,93%. Атмосферный Аргон состоит из трех стабильных изотопов: ³⁶Аr (0,337%),³⁸Аr (0,063%) и ⁴⁰Аr (99,600%). Преобладание тяжелого изотопа связано с его образованием при радиоактивном распаде природного калия ⁴⁰К (в результате общее количество Аргона в атмосфере непрерывно возрастает). Вследствие высокого содержания ⁴⁰Аr атомная масса Аr больше, чем у следующего за ним в таблице Менделеева Калия. Из искусственно полученных радиоактивных изотопов Аргон для радиоактивной метки наиболее пригоден ³⁷Аr с периодом полураспада 35,0 дней. Плотность Аргона (при 0°С и 101325н/м²) 1,7839 кг/м³, t_пл - 189,2°С, t_кип -185,8°С. В 1 л воды при нормальных условиях растворяется 51,9 см³ Аргона. В металлах Аргон практически не растворим. Молекула Аргона одноатомна. Энергия первичной ионизации Аргона (Аr⁰ → Аr⁺) велика (15,755 эв или 2,5241·10^-18 Дж), сродством к электрону Аргон не обладает. Все попытки получить валентные соединения Аргона оканчивались неудачей. Аргон способен образовывать соединения включения (клатраты) с веществами, имеющими в своих кристаллических решетках полости с размерами, приблизительно соответствующими диаметру атома Аргона (Н₂О, D₂O, фенол, гидрохинон). Наиболее полно изучен Аr·6Н₂О, впервые синтезированный в 1896 году П. Вийаром при кристаллизации воды в атмосфере Аргона (давление Аргона 15,5 Мн/м²). температура разложения Аr·6Н₂О при 101325 Па 42,0°С. Аргон с фенолом дает соединение Аr·ЗС₆H₅ОН. В соединениях включения, например в SO₂·6H₂O, можно SO₂ изоморфно заместить Аr (работы Б. А. Никитина и других), что дает возможность синтезировать Аr·6Н₂О при нормальном давлении.

В промышленности Аргон получают в процессе разделения воздуха при глубоком охлаждении. Возможно получение Аргона из продувочных газов колонн синтеза аммиака. Отделять Аргон от других инертных газов лучше всего газохроматографическими методами. Аргон широко используется при термической обработке легко окисляющихся металлов. В защитной атмосфере из Аргона проводят, например, сварку и резку различных редких и цветных металлов, плавку Ti, W, Zr и т. д. В атмосфере Аргона выращивают кристаллы полупроводниковых материалов. Аргоном заполняют электрические лампочки (Аргон снижает скорость испарения вольфрама и позволяет увеличить светоотдачу). Аргоновые трубки применяют для рекламы (сине-голубое свечение). На определении отношения ⁴⁰Аr:⁴⁰К основан один из методов определения возраста минералов. Радиоактивный Аргон иногда применяют для контроля вентиляционных систем.