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 思想与生活家 2015-12-30

氩,非金属元素,元素符号Ar。氩是单原子分子,单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个,由于在自然界中含量很多,氩是目前最早发现的稀有气体。化学性极不活泼,但是已制得其化合物——氟氩化氢。氩不能燃烧,也不能助燃。氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体,即氩弧焊。氩在地球大气中的含量以体积计算为0.934%,而以质量计算为1.29%。工业用的氩大多就直接从空气中提取。主要是用分馏法提取。而在火星的大气中,氩-40以体积计算的话占有1.6%,而氩-36的浓度为5ppm;另外1973年水手号计划的太空探测器飞过水星时,发现它稀薄的大气中占有70%氩气,科学家相信这些氩气是从水星岩石本身的放射性同位素衰变而成的。卡西尼-惠更斯号在土星最大的卫星,也就是泰坦上,也发现少量的氩。

基本信息

  • 中文名:
  • 英文名:Argon
  • 符号:Ar
  • 序号:18
  • 族:18族
  • 周期:3
  • 元素分区:p
  • 密度:1.784 kg/m3(273K)
  • 外观:无色气体
  • 熔点:83.8 K(-189.4 °C)℃
  • 沸点:87.3 K(-185.9 °C)℃
  • 发现人:瑞利、拉姆赛
  • 元素类型:非金属元素

简介

氩的原子光谱正在加载氩的原子光谱

氩(Argon)是一种化学元素,在希腊语有“不活泼”的意思,由它的特性而来。它的化学符号是Ar,它的原子序数是18,在室温下是无色无味气体。由于原子外层轨道充满电子,因此它不容易发生化学反应,是一种惰性气体。把它放电时呈紫色。已知的氩的同位素共有14种,包括氩33至氩46。氩占大气体积的0.93%,是地球大气中第三多的气体,也是在大气中含量最多的惰性气体。它的三相点以国际实用温标定义为83.8058K。

发现历史

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氩曾经在1785年由亨利·卡文迪什制备出来,但却没发现这是一种新的元素;直到1894年,约翰·威廉·斯特拉斯和苏格兰的化学家威廉·拉姆齐才通过实验确定氩是一种新元素。他们主要是先从空气样本中去除氧、二氧化碳、水汽等后得到的氮气与从氨分解出的氮气比较,结果发现从氨里分解出的氮气比从空气中得到的氮气轻1.5%。虽然这个差异很小,但是已经大到误差的范围之外。所以他们认为空气中应该含以一种不为人知的新气体,而那个新气体就是氩气。
另外1882年H.F.纽厄尔和W.N.哈特莱从两个独立的实验中观测空气的颜色光谱时,发现光谱中存在已知元素光谱无法解释的谱线,但并没有意识到那就是氩气。由于在自然界中含量很多,氩是目前最早发现的稀有气体,它的符号为Ar(在1957年以前,它的符号为A)。[2] 
氩的发现解释了为什么氮从空气中提取的密度不同于分解氨获取的。
Ramsay在空气中提取的氩中移除了所有氮,由其和热的镁反应实现的,形成固态的氮化镁。他之后得到了一种不发生反应的气体,当他检查其光谱后,他看到了一组新的红色和绿色的线,从而确认了这是一种新的元素。
19世纪末期,英国物理学家瑞利勋爵发现利用空气除杂制得的氮气和从氨制得的氮气的密度有大约是千分之一的差别。他在当时很有名望的英国《自然》杂志上发表了他的发现,并请大家帮他分析其中的原因。伦敦大学化学教授莱姆塞推断空气中的氮气里可能含有一种较重的未知气体。他们两人又各自做了大量的实验,终于发现了在空气中还存在一种密度几乎是氮气密度一倍半的未知气体。
1894年8月13日,英国科学协会在牛津开会,瑞利作报告,根据马丹主席的建议,把新的气体叫做argon(希腊文意思就是“不工作”、“懒惰”)。元素符号Ar。当然,当时发现的氩,实际上是氩和其他惰性气体的混合气体,正是因为氩在空气中存在的惰性气体的含量占绝对优势,所以它作为惰性气体的代表被发现。氩的发现是从千分之一微小的差别开始的,是从小数点右边第三位数字的差别引起的,不少化学元素的发现,许多科学技术的发明创造,都是从这种微小的差别开始的。

性质

物理性质
氩在通常条件下位无色、无味气体。有24种同位素,氩40、氩36、氩38是稳定的,其中氩40占99.6%。
氩通电之后发出红紫色的光。熔点-189.2°C沸点-185.7°C气体密度1.784g/L水中溶解度33.6cm3/L在大气中的含量0.934%
化学性质
化学元素周期表零族(类)主族元素,符号Ar或A,原子序数18。化学性质极不活跃,一般不生成化合物,但可与水、氢醌等形成笼状化合物。氩的化学性质极其稳定,一般不与其它元素化合。
至今仅在极端条件下制得唯一的氩化合物氟氩化氢(HArF)。这个氟、氢和氩的化合物在-265°C才能保持稳定。此外,氩还可以作为客体分子,与水形成包合物。除了以上基态的物质外,已经发现含氩的离子和激发态配合物(像ArH和ArF),而根据理论计算显示氩应该可以形成在室温下稳定的化合物,虽然还没有发现它们存在的线索。
此外,2003年时有媒体报道ArF2的存在,但尚未证实。
原子序 18
原子量 39.98
原子半径 1.54
特性

一小块正在熔化的固态氩正在加载一小块正在熔化的固态氩

氩,是一种稀有气体。无论是气态还是液态,都是无色、无味而且无毒。它在水中的溶解度比氮多出了2.5倍。虽然氩在一般的情况向都很稳定,不会与其它化合物或元素化合,但是科学家还是有办法在极端的条件下形成一些氩化合物,像是2000年8月由芬兰化学家马库·拉萨能(Markku R?s?nen)领导的小组发现的氟氩化氢(HArF)。这个氟、氢和氩的化合物在?265°C才能保持,此外,氩还可以作为客体分子,与水形成包合物。 除了以上基态的物质外,目前已经发现含氩的离子和激发态配合物(像ArH 和ArF),而根据理论计算显示氩应该可以形成在室温下稳定的化合物,虽然目前还没有发现它们存在的线索。

氩气常被注入灯泡内,因为氩即使在高温下也不会与灯丝发生化学作用,从而延长灯丝的寿命,在不锈钢、锰、铝、钛和其它特种金属电弧焊接时、钢铁生产时,氩也用作保护气体。

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