Histoire de l'argon, structure, propriétés, utilisations

Il argon C'est l'un des gaz nobles dans le tableau périodique et constitue environ 1% de l'atmosphère terrestre. Il est représenté par le symbole chimique AR, un élément qui a une masse atomique égale à 40 pour son isotope le plus abondant sur Terre (⁴⁰Ar); Les autres isotopes sont les ³⁶AR (le plus abondant de l'univers), ³⁸AR et le radio-isotope ³⁹Ardente.

Son nom dérive du mot grec «Argos», ce qui signifie inactif, lent ou inactif, puis a composé la fraction mérurable de l'air qui n'a pas réagi. L'azote et l'oxygène réagissent les uns aux autres à la chaleur d'une étincelle électrique, formant des oxydes d'azote; Dioxyde de carbone avec une solution de NaOH de base; Mais l'Ar, avec rien.

Téléchargement luminescent violet caractéristique des atomes d'argon ionisés. Source: Wikigian [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

L'argon est un gaz incolore, sans odeur ni saveur. C'est l'un des rares gaz qui ne montrent aucun changement de couleur lors de la condensation, ce qui est donc son liquide incolore ainsi que son gaz; La même chose se produit avec son solide cristallin.

Une autre de ses principales caractéristiques est son émission de lumière violette lorsqu'elle est chauffée à l'intérieur d'un tube de choc électrique (image supérieure).

Bien qu'il s'agisse d'un gaz inerte (mais pas dans des conditions spéciales), et qui manque également d'activité biologique, il peut déplacer l'oxygène de l'air provoquant une suffocation. Certains facteurs l'utilisent en fait en leur faveur pour noyer les flammes en éliminant l'oxygène.

Son inertie chimique favorise son application comme une atmosphère pour les réactions dont les espèces sont sensibles à l'oxygène, à la vapeur d'eau et à l'azote. Il propose également des usines, des alliages ou des semi-conducteurs moyens et métalliques.

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Historique de votre découverte

En 1785, Henry Cavendish, tout en étudiant l'azote de l'air, appelé "air flgiste", a conclu qu'une partie de l'azote pourrait être un composant inerte.

Plus d'un siècle plus tard, en 1894, les scientifiques britanniques Lord Rayleigh et Sir William Ramsey ont découvert que l'azote préparé par l'élimination de l'oxygène de l'air atmosphérique était 0,5% plus lourd que l'azote obtenu à partir de certains composés; Par exemple, l'ammoniac.

Les chercheurs soupçonnaient la présence d'un autre gaz dans l'air atmosphérique mélangé à l'azote. Ensuite, il a été constaté que le gaz restant après l'élimination de l'azote de l'air atmosphérique était un gaz inerte qui est maintenant connu sous le nom d'argon.

Il s'agissait du premier gaz inerte isolé sur Terre; D'où son nom, puisque Argon signifie paresseux, inactif. Cependant, en 1868, la présence d'hélium au soleil avait été détectée par le biais d'études spectroscopiques.

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F. Newall et W. N. Hartley, en 1882, a observé des lignes de diffusion, peut-être correspondant à l'argon, qui ne correspondait pas à celles présentées par les autres éléments connus.

Structure d'argon

L'argon est un gaz noble et a par conséquent les orbitales de son dernier niveau d'énergie complètement complet; C'est-à-dire que sa couche de valence présente huit électrons. L'augmentation du nombre d'électrons, cependant, ne contrecarre pas la force de croissance de l'attraction exercée par le noyau; Et donc, leurs atomes sont les plus petits de chaque période.

Cela dit, les atomes d'argon peuvent être visualisés comme "marbre" avec des nuages ​​électroniques très comprimés. Les électrons se déplacent de manière homogène à travers toutes les orbitales complètes, ce qui rend la polarisation improbable; c'est-à-dire qu'une région provient d'une carence en électrons relative.

Pour cette raison, les forces de dispersion de Londres sont particulièrement pour l'argon, et la polarisation ne bénéficiera que si le rayon atomique et / ou la masse atomique augmentent. C'est pourquoi l'argon est un gaz qui condense -186ºC.

Dessinant le gaz, on verra que ses atomes ou ses billes peuvent à peine rester unis, en l'absence de tout type d'Ar-ar-ar. Cependant, on ne peut ignorer que de tels billes peuvent bien interagir avec d'autres molécules apolaires; Par exemple, le CO₂, N₂, NE, CH₄, Tous présents dans la composition de l'air.

Cristaux

Les atomes d'argon commencent à ralentir lorsque la température descend autour de -186 ° C; Ensuite, la condensation se produit. Maintenant, les forces intermoléculaires acquièrent une plus grande efficacité, car la distance entre les atomes est inférieure et donne du temps aux quelques instant.

Cet argon liquide est désordonné et on ne sait pas comment ses atomes pourraient être organisés exactement.

Lorsque la température descend encore, jusqu'à -189 ° C (seulement trois degrés de moins), l'argon commence à cristalliser dans de la glace incolore (image inférieure). Peut-être que la glace thermodynamiquement est plus stable que la glace argon.

Argon Ice Flasting. Source: Aucun auteur lisible par machine fourni. Avaler. [CC BY-SA 3.0 (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /]]

Sur ce cristal de glace ou d'argon, ses atomes adoptent une structure de type cubique ordonnée centrée sur les visages (FCC). À ces températures, tel est l'effet de leurs interactions faibles. En plus de cette structure, il peut également former des cristaux hexagonaux et plus compacts.

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Les cristaux hexagonaux sont favorisés lorsque l'argon cristallise en présence de petites quantités de ou₂, N₂ et Cie. Lorsqu'ils se déforment, ils subissent une transition vers la phase cubique centrée sur les faces, la structure la plus stable pour l'argon solide.

Configuration électronique

La configuration électronique de l'argon est:

[NE] 3S²3p⁶

Ce qui est le même pour tous les isotopes. Notez que votre octeto de valence est terminé: 2 électrons dans l'orbital 3s et 6 dans l'orbital 3p, ajoutant 8 électrons au total.

Théorique et expérimentalement, l'argon peut avoir ses orbitales 3D pour former des liaisons covalentes; Mais des pressions élevées sont nécessaires pour "le forcer".

Propriétés

Description physique

C'est un gaz incolore qui, lorsqu'il est exposé à un champ électrique, acquiert une briole de lilate-violet.

Poids atomique

39,79 g / mol

Numéro atomique

18

Point de fusion

83,81 K (-189.34 ºC, -308.81 ºF)

Point d'ébullition

87 302 K (-185 848 ºC, -302,526 ºF)

Je suis

1 784 g / L

Densité de vapeur

1.38 (avec une relation aérienne prise comme 1).

Solubilité à gaz dans l'eau

33,6 cm³/kg. Si l'argon en tant que gaz liquéfié très froid entre en contact avec l'eau, une violente ébullition se produit.

Solubilité dans les liquides organiques

Soluble.

Chaleur de fusion

1,18 kJ / mol

Chaleur de vaporisation

8,53 kJ / mol

Coefficient de partition octanol / eau

Log p = 0,94

Énergie d'ionisation

Premier niveau: 1.520,6 kJ / mol

Deuxième niveau: 2.665,8 kJ / mol

Troisième niveau: 3.931 kJ / mol

C'est-à-dire les énergies nécessaires pour obtenir des cations entre AR⁺ et ar³⁺ en phase gazeuse.

Réactivité

L'argon est un gaz noble, et par conséquent, sa réactivité est presque nulle. La fotolyse du fluorure d'hydrogène dans une matrice d'argon solide à une température de 7,5 K (très proche du zéro absolu) produit un fluorhydride d'argon, harf.

Il peut être combiné avec certains éléments pour créer une classe stable avec la bêta-hydroquinone. De plus, il peut former des composés avec des éléments hautement électromagnétiques, tels que O, F et Cl.

Applications

La plupart des applications d'argon sont basées sur le fait qu'étant un gaz inerte, il peut être utilisé pour établir un environnement pour développer un ensemble d'activités industrielles.

Industriels

-L'argon est utilisé pour créer un environnement de soudage dans l'arc métallique, évitant une action nocive qui peut produire la présence d'oxygène et d'azote. Il est également utilisé comme agent de couverture dans le raffinement de métaux tels que le titane et le zirconium.

-Les ampoules à incandescence sont généralement remplies d'argon, pour protéger leurs filaments et prolonger leur durée de vie utile. Il est également utilisé dans des tubes fluorescents similaires à ceux du néon; Mais, ils émettent une lumière bleue-violet.

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-Il est utilisé dans le processus de décarbration en acier inoxydable et comme gaz propulseur dans les aérosols.

-Il est utilisé dans les caméras d'ionisation et les compteurs de particules.

-Également dans l'utilisation de différents éléments pour le dopage des semi-conducteurs.

-Il permet de créer une atmosphère pour la croissance des cristaux en silicium et en germanio, d'une grande utilité dans le domaine de l'électronique.

-Sa faible conductivité thermique est bénéfique à utiliser comme isolant entre les feuilles de verre de certaines fenêtres.

-Il est utilisé pour préserver les aliments et autres matériaux soumis à l'emballage, car il les protège de l'oxygène et de l'humidité qui peuvent exercer un effet nocif sur le contenu de l'emballage.

Médecins

-L'argon est utilisé dans les cryocirugia pour l'élimination des tissus cancéreux. Dans ce cas, l'argon se comporte comme un liquide cryogénique.

-Il est utilisé dans l'équipement médical laser pour corriger plusieurs défauts oculaires, tels que: hémorragies dans les vaisseaux sanguins, le détachement rétinien, le glaucome et la dégénérescence maculaire.

En équipement de laboratoire

-L'argon est utilisé dans des mélanges avec l'hélium et le néon dans les compteurs de la radioactivité Geiger.

-Il est utilisé comme gaz de traînée dans la chromatographie en phase gazeuse.

-Dispersé les matériaux qui couvrent l'échantillon soumis à la microscopie électronique à balayage.

Où est-il situé?

L'argon fait partie de l'air atmosphérique, constituant environ 1% de la masse atmosphérique. L'atmosphère est la principale source industrielle de l'isolement de ce gaz. Il est isolé par la procédure de distillation cryogénique fractionnée.

D'un autre côté, dans le cosmos, les étoiles génèrent d'énormes quantités d'argon pendant la fusion nucléaire du silicium. Il peut également être situé dans les atmosphères d'autres planètes, comme Vénus et Mars.

Les références

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