Argon

nguyên tố hóa học của nguyên tử số 18

Argon là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn. Nó có ký hiệu Arsố nguyên tử bằng 18. Là khí hiếm thứ ba trong nhóm 8, argon chiếm khoảng 0,934% khí quyển Trái Đất, điều này làm cho nó trở thành khí hiếm phổ biến nhất trên Trái Đất.

Argon, 18Ar
Quang phổ vạch của argon.
Tính chất chung
Tên, ký hiệuArgon, Ar
Phiên âm/ˈɑːrɡɒn/ (AR-gon)
Hình dạngKhí không màu, phát sáng với ánh sáng tím nhạt khi ở thể plasma
Argon trong bảng tuần hoàn
Hydro (diatomic nonmetal)
Heli (noble gas)
Lithi (alkali metal)
Beryli (alkaline earth metal)
Bor (metalloid)
Carbon (polyatomic nonmetal)
Nitơ (diatomic nonmetal)
Oxy (diatomic nonmetal)
Fluor (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natri (alkali metal)
Magnesi (alkaline earth metal)
Nhôm (post-transition metal)
Silic (metalloid)
Phosphor (polyatomic nonmetal)
Lưu huỳnh (polyatomic nonmetal)
Chlor (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kali (alkali metal)
Calci (alkaline earth metal)
Scandi (transition metal)
Titani (transition metal)
Vanadi (transition metal)
Chrom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Sắt (transition metal)
Cobalt (transition metal)
Nickel (transition metal)
Đồng (transition metal)
Kẽm (transition metal)
Gali (post-transition metal)
Germani (metalloid)
Arsenic (metalloid)
Seleni (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Krypton (noble gas)
Rubidi (alkali metal)
Stronti (alkaline earth metal)
Yttri (transition metal)
Zirconi (transition metal)
Niobi (transition metal)
Molypden (transition metal)
Techneti (transition metal)
Rutheni (transition metal)
Rhodi (transition metal)
Paladi (transition metal)
Bạc (transition metal)
Cadmi (transition metal)
Indi (post-transition metal)
Thiếc (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Teluri (metalloid)
Iod (diatomic nonmetal)
Xenon (noble gas)
Caesi (alkali metal)
Bari (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Ceri (lanthanide)
Praseodymi (lanthanide)
Neodymi (lanthanide)
Promethi (lanthanide)
Samari (lanthanide)
Europi (lanthanide)
Gadolini (lanthanide)
Terbi (lanthanide)
Dysprosi (lanthanide)
Holmi (lanthanide)
Erbi (lanthanide)
Thulium (lanthanide)
Ytterbi (lanthanide)
Luteti (lanthanide)
Hafni (transition metal)
Tantal (transition metal)
Wolfram (transition metal)
Rheni (transition metal)
Osmi (transition metal)
Iridi (transition metal)
Platin (transition metal)
Vàng (transition metal)
Thuỷ ngân (transition metal)
Thali (post-transition metal)
Chì (post-transition metal)
Bismuth (post-transition metal)
Poloni (metalloid)
Astatin (diatomic nonmetal)
Radon (noble gas)
Franci (alkali metal)
Radi (alkaline earth metal)
Actini (actinide)
Thori (actinide)
Protactini (actinide)
Urani (actinide)
Neptuni (actinide)
Plutoni (actinide)
Americi (actinide)
Curium (actinide)
Berkeli (actinide)
Californi (actinide)
Einsteini (actinide)
Fermi (actinide)
Mendelevi (actinide)
Nobeli (actinide)
Lawrenci (actinide)
Rutherfordi (transition metal)
Dubni (transition metal)
Seaborgi (transition metal)
Bohri (transition metal)
Hassi (transition metal)
Meitneri (unknown chemical properties)
Darmstadti (unknown chemical properties)
Roentgeni (unknown chemical properties)
Copernici (transition metal)
Nihoni (unknown chemical properties)
Flerovi (post-transition metal)
Moscovi (unknown chemical properties)
Livermori (unknown chemical properties)
Tennessine (unknown chemical properties)
Oganesson (unknown chemical properties)
Ne

Ar

Kr
ChlorArgonKali
Số nguyên tử (Z)18
Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar)39,948(1)[1]
Phân loại  khí hiếm
Nhóm, phân lớp8p
Chu kỳChu kỳ 3
Cấu hình electron[Ne] 3s2 3p6
mỗi lớp
2, 8, 8
Tính chất vật lý
Màu sắcKhông màu
Trạng thái vật chấtChất khí
Nhiệt độ nóng chảy83,80 K ​(−189,35 °C, ​−308,83 °F)
Nhiệt độ sôi87,30 K ​(−185,85 °C, ​−302,53 °F)
Mật độ1,784 g/L (ở 0 °C, 101.325 kPa)
Mật độ ở thể lỏngở nhiệt độ sôi: 1,40 g·cm−3
Điểm ba83.8058 K, ​69 kPa
Điểm tới hạn150,87 K, 4,898 MPa
Nhiệt lượng nóng chảy1,18 kJ·mol−1
Nhiệt bay hơi6,43 kJ·mol−1
Nhiệt dung5R/2 = 20,786 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
ở T (K) 47 53 61 71 87
Tính chất nguyên tử
Trạng thái oxy hóa0
Độ âm điệnKhông có dữ liệu (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóaThứ nhất: 1520,6 kJ·mol−1
Thứ hai: 2665,8 kJ·mol−1
Thứ ba: 3931 kJ·mol−1
Bán kính liên kết cộng hóa trị106±10 pm
Bán kính van der Waals188 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thểLập phương tâm mặt
Cấu trúc tinh thể Lập phương tâm mặt của Argon
Vận tốc âm thanh(thể khí, 27 °C) 323 m·s−1
Độ dẫn nhiệt17,72x10-3 W·m−1·K−1
Tính chất từNghịch từ[2]
Độ cảm từ (χmol)−19,6×10−6 cm3/mol[3]
Số đăng ký CAS7440–37–1
Lịch sử
Phát hiệnLord RayleighWilliam Ramsay (1894)
Tách ra lần đầuLord RayleighWilliam Ramsay (1894)
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Argon
Iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP
36Ar 0.337% 36Ar ổn định với 18 neutron[4]
37Ar Tổng hợp 35 ngày ε 0.813 37Cl
38Ar 0.063% 38Ar ổn định với 20 neutron
39Ar Tổng hợp 269 năm β- 0.565 39K
40Ar 99.600% 40Ar ổn định với 22 neutron
41Ar Tổng hợp 109,34 phút β- 2.49 41K
42Ar Tổng hợp 32,9 năm β- 0.600 42K

Lịch sử

sửa

Argon (tiếng Hy Lạp argos có nghĩa là "lười" hoặc "bất động") đã được Henry Cavendish cho là tồn tại trong không khí từ năm 1785 nhưng chỉ được Lord Rayleigh (John William Strutt, nam tước đời 3 của Rayleigh) và William Ramsay phát hiện chính thức từ năm 1894.

Khí này được cô lập từ không khí lỏng bằng chưng cất phân đoạn do khí quyển Trái Đất chỉ chứa khoảng 0,934% thể tích là argon (1,29% khối lượng). Khí quyển Sao Hỏa chứa tới 1,6% Ar40 và 5 ppm Ar36. Vào năm 2005, tàu thăm dò Huygens cũng đã phát hiện sự tồn tại của Ar40 trên Titan, vệ tinh lớn nhất của sao Thổ [1].

Tính chất lý - hóa

sửa

Argon hòa tan trong nước nhiều gấp 2,5 lần nitơ và xấp xỉ độ hòa tan của oxi. Nguyên tố hóa học có độ ổn định cao này là không màu, không mùi trong cả dạng lỏng và khí. Người ta biết rất ít về các hợp chất hóa học của argon, đây là một trong các lý do trước đây nó được gọi là khí trơ. Sự tạo ra argon fluorohydride (HArF), một hợp chất rất không ổn định của argon với hydroflo đã được các nhà nghiên cứu của trường Đại học Tổng hợp Helsinki thông báo vào năm 2000, nhưng vẫn chưa được xác nhận.

Mặc dù không có hợp chất hóa học nào của argon hiện đã được công nhận, nhưng argon có thể tạo ra các mắt lưới với nước khi các nguyên tử của nó bị mắc kẹt trong lưới các phân tử nước. Các tính toán lý thuyết trên các máy tính đã chỉ ra vài hợp chất của argon mà có thể ổn định nhưng cách thức tạo ra các chất này thì vẫn chưa được biết.

Ứng dụng

sửa

Nó được sử dụng trong các loại đèn điện do nó không phản ứng với dây tóc trong bóng đèn ngay cả ở nhiệt độ cao và trong các trường hợp mà nitơ phân tử là một khí bán trơ không ổn định. Các ứng dụng khác:

Argon cũng được sử dụng trong các thiết bị lặn tự chứa để làm căng quần áo khô, do nó trơ và có độ dẫn nhiệt kém.

Hợp chất

sửa

Trước năm 1962, argon và các khí hiếm khác nói chung được coi là trơ về mặt hóa học và không có khả năng tạo ra các hợp chất. Tuy nhiên, kể từ thời điểm đó, các nhà khoa học đã có thể bắt các khí hiếm nặng hơn tạo ra các hợp chất. Năm 2000, hợp chất đầu tiên của argon được các nhà nghiên cứu của trường Đại học Tổng hợp Helsinki thông báo là đã tạo ra bằng cách chiếu tia cực tím vào argon rắn chứa một lượng nhỏ fluoride hydro (HF), và chất tạo ra là Argon fluorohydride (HArF).

Đồng vị

sửa

Các đồng vị chính của argon tìm thấy trên Trái Đất là Ar40, Ar36 và Ar38. K40 nguồn gốc tự nhiên với chu kỳ bán rã 1,250 x 109 năm, bị phân rã thành Ar40 ổn định (11,2%) bằng bắt electron và bằng bức xạ positron cũng như chuyển thành Ca40 ổn định (88,8%) bằng phân rã beta. Các tính chất và tỷ lệ này được dùng để xác định niên đại của các loại đá.

Trong khí quyển Trái Đất, Ar39 được tạo ra nhờ hoạt động của các tia vũ trụ, chủ yếu là với Ar40. Trong các môi trường dưới bề mặt Trái Đất thì nó cũng được tạo ra thông qua bắt neutron của K39 hay phân rã alpha của calci. Agon37 được tạo ra từ phân rã của Ca40 như là kết quả của các vụ thử nghiệm hạt nhân ngầm. Nó có chu kỳ bán rã 35 ngày.

Chú thích

sửa
  1. ^ “Trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn: Argon”.CIAAW.2017
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. tr. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  4. ^ Được cho là trải qua quá trình bắt giữ electron kép thành 36S (hạt nhân không ổn định về mặt lý thuyết nhẹ nhất mà không quan sát thấy bằng chứng về tính phóng xạ)

Tham khảo

sửa

Liên kết ngoài

sửa