ARGÓ: HISTÒRIA, ESTRUCTURA, PROPIETATS, USOS - QUIMICA - 2026

L' argó és un dels gasos nobles de la taula periòdica i constitueix prop de l'1% de l'atmosfera terrestre. Es representa mitjançant el símbol químic Ar, element que té una massa atòmica igual a 40 per a la seva isòtop més abundant a la Terra (⁴⁰ Ar); altres isòtops són el ³⁶ Ar (el més abundant de l'Univers), ³⁸ Ar i el radioisòtop ³⁹ Ar.

El seu nom deriva de la paraula grega 'argos', que significa inactiu, lent o ociós, ja que componia la fracció mesurable de l'aire que no reaccionava. El nitrogen i l'oxigen reaccionen entre si a la calor d'una espurna elèctrica, formant òxids de nitrogen; el diòxid de carboni amb una solució bàsica de NaOH; però l'Ar, amb res.

Descàrrega luminiscent de color violeta característica dels àtoms ionitzats d'argó. Font: Wikigian

L'argó és un gas incolor, sense olor ni sabor. És un dels pocs gasos que no mostren canvi de coloració a l'condensar, sent per tant la seva líquid incolor a l'igual que el seu gas; el mateix passa amb el seu sòlid cristal·lí.

Una altra de les seves principals característiques és la seva emissió de llum violeta a l'escalfar-se dins d'un tub de descàrrega elèctrica (imatge superior).

Malgrat que es tracta d'un gas inert (encara que no en condicions especials), i que no té més d'activitat biològica, pot desplaçar l'oxigen de l'aire provocant asfíxia. Alguns extintors de fet utilitzen això al seu favor per ofegar les flames llevant-los l'oxigen.

La seva inèrcia química afavoreix la seva aplicació com a atmosfera per reaccions les espècies són susceptibles a l'oxigen, vapor d'aigua i el nitrogen. Així mateix, ofereix un mitjà per emmagatzemar i fabriques metalls, aliatges o semiconductors.

Història del seu descobriment

En 1785 Henry Cavendish, mentre investigava el nitrogen de l'aire, denominat "aire flogistizado", va concloure que una part de l'nitrogen podria tractar-se d'un component inert.

Més d'un segle després, l'any 1894, els científics britànics Lord Rayleigh i Sir William Ramsey van descobrir que el nitrogen preparat per l'eliminació de l'oxigen de l'aire atmosfèric era 0,5% més pesat que el nitrogen que s'obtenia d'alguns compostos; per exemple, amoníac.

Els investigadors van sospitar la presència d'un altre gas en l'aire atmosfèric barrejat amb el nitrogen. Després es va comprovar que el gas romanent després de l'eliminació de l'nitrogen de l'aire atmosfèric, era un gas inert que ara és conegut com Argó.

Aquest va ser el primer gas inert aïllat a la Terra; d'allí el seu nom, ja que argó significa fluix, inactiu. No obstant això, ja en 1868 s'havia detectat la presència d'heli al sol mitjançant estudis espectroscòpics.

F. Newall i WN Hartley, el 1882, van observar línies d'emissió, possiblement corresponents a l'argó, que no corresponien amb les que presentaven els altres elements coneguts.

Estructura de l'argó

L'argó és un gas noble, i en conseqüència té els orbitals del seu últim nivell energètic completament plens; és a dir, la seva capa de valència presenta vuit electrons. L'increment de l'nombre d'electrons, però, no contraresta la creixent força d'atracció exercida pel nucli; i per tant, els seus àtoms són els més petits de cada període.

Dit l'anterior, els àtoms d'argó poden visualitzar-se com "bales" amb núvols electrònics molt comprimides. Els electrons es mouen homogèniament per tots els orbitals plens, ocasionant que la polarització sigui poc probable; és a dir, que s'origini una regió amb una deficiència relativa d'electrons.

A causa d'això, les forces de dispersió de London són particularment per l'argó, i la polarització només es veurà beneficiada si augmenta el radi atòmic i / o la massa atòmica. Per això l'argó és un gas que condensa a -186ºC.

Desgranant el gas, es veurà que els seus àtoms o bales amb prou feines poden romandre units, en absència de qualsevol tipus d'enllaços covalents Ar-Ar. No obstant això, no es pot ignorar que tals bales poden interaccionar bé amb altres molècules apolars; per exemple, el CO ₂, N ₂, Ne, CH ₄, totes presents en la composició de l'aire.

vidres

Els àtoms d'argó comencen a alentir a mesura que baixa la temperatura al voltant dels -186ºC; llavors passa la condensació. Ara les forces intermoleculars adquireixen major efectivitat, a causa de que la distància entre els àtoms és menor, i dóna temps perquè tinguin lloc els escassos dipols instantanis o polaritzacions.

Aquest argó líquid és desordenat i es desconeix com podrien disposar-se els seus àtoms exactament.

A l'descendir encara més la temperatura, fins als -189ºC (tot just tres graus menys), l'argó comença a cristal·litzar en un gel incolor (imatge inferior). Potser termodinàmicament el gel és més estable que el gel d'argó.

Gel d'argó fonent. Font: No machine-readable Autor provided. Deglr6328 ~ commonswiki assumed (based on copyright claims).

En aquest gel o vidre d'argó seus àtoms si adopten una estructura ordenada de tipus cúbica centrada en les cares (fcc, per les sigles en anglès). A aquestes temperatures tal és l'efecte de les seves febles interaccions. A més d'aquesta estructura, també pot formar cristalls hexagonals, més compactes.

Els vidres hexagonals es veuen afavorits quan l'argó cristal·litza en presència de petites quantitats d'O ₂, N ₂ i CO. Quan es deformen pateixen una transició a la fase cúbica centrada en les cares, l'estructura més estable per al argó sòlid.

configuració electrònica

La configuració electrònica per l'argó és:

3s ² 3p ⁶

La qual és la mateixa per a tots els isòtops. Cal notar que el seu octet de valència està complet: 2 electrons en l'orbital 3s, i 6 en l'orbital 3p, sumant 8 electrons en total.

Teòrica i experimentalment l'argó pot disposar dels seus orbitals 3d per formar enllaços covalents; però es requereix d'altes pressions per "obligar-".

propietats

Descripció física

És un gas incolor que quan s'exposa a un camp elèctric adquireix una lluentor lila-violeta.

pes atòmic

39,79 g / mol

nombre atòmic

18

Punt de fusió

83,81 K (-189.34 ºC, -308,81 º F)

Punt d'ebullició

87,302 K (-185,848 ºC, -302,526 º F)

Desidad

1,784 g / L

Densitat de el vapor

1,38 (amb relació a l'aire pres com 1).

Solubilitat de gas en aigua

33,6 cm ³ / kg. Si l'argó com a gas liquat molt fred entra en contacte amb l'aigua, es produeix una ebullició violenta.

Solubilitat en líquids orgànics

Soluble.

Calor de fusió

1,18 kJ / mol

Calor de vaporització

8,53 kJ / mol

Coeficient de partició octanol / aigua

Log P = 0,94

Energia d'ionització

Primer nivell: 1520,6 kJ / mol

Segon nivell: 2665,8 kJ / mol

Tercer nivell: 3.931 kJ / mol

És a dir, les energies necessàries per obtenir els cations entre Ar ⁺ i Ar ³⁺ en fase gasosa.

reactivitat

L'argó és un gas noble, i per tant, la seva reactivitat és gairebé nul·la. La fotòlisi de l'fluorur d'hidrogen en una matriu sòlida d'argó a una temperatura de 7,5 K (molt proper a l'zero absolut) produeix fluorohidruro d'argó, HArF.

Es pot combinar amb alguns elements per originar un clastrato estable amb beta-hidroquinona. A més, pot formar compostos amb elements altament electromagnètics, com l'O, F i Cl.

usos

La major part de les aplicacions de l'argó es basen en el fet que sent un gas inert, pot ser usat per a establir un entorn per desenvolupar un conjunt d'activitats industrials.

industrials

-El argó s'usa per crear un ambient per a la soldadura en arc de metalls, evitant l'acció nociva que pot produir la presència d'oxigen i nitrogen. També s'usa com un agent de cobertura en el refinament de metalls com el titani i el zirconi.

-Els bombetes de llum incandescent solen estar farcits d'argó, per donar-li protecció als seus filaments i perllongar la seva vida útil. S'usa a més en els tubs fluorescents semblants als de neó; però, emeten una llum de color blau-violaci.

-Es fa servir en el procés de descarburació de l'acer inoxidable i com a gas propel·lent en els aerosols.

-Es dóna feina a les cambres d'ionització i en comptadors de partícules.

-També en l'ús de diferents elements per al dopatge dels semiconductors.

Permet crear una atmosfera per al creixement dels cristalls de silici i germani, de gran ús en el camp de l'electrònica.

-La seva baixa conductivitat tèrmica és beneficiosa per a utilitzar-se com aïllant entre les làmines de vidres d'algunes finestres.

-Es fa servir per preservar els aliments i altres materials sotmesos a empaquetament, ja que els protegeix de l'oxigen i la humitat que poden exercir un efecte perjudicial en el contingut dels empaquetatges.

metges

-Es fa servir l'argó a la criocirurgia per l'extirpació de teixits cancerosos. En aquest cas, l'argó es comporta com un líquid criogènic.

-És utilitzat en els equips mèdics de làser per corregir diversos defectes oculars, com ara: hemorràgies en vasos sanguinis, despreniment de retina, glaucoma, i degeneració de la màcula.

En equips de laboratori

-El argó s'usa en barreges amb l'heli i el neó en els comptadors Geiger de radioactivitat.

-És utilitzat com a gas d'arrossegament en la cromatografia de gas.

-Dispersa els materials que recobreixen la mostra sotmesa a microscòpia electrònica de rastreig.

On es troba?

El argó es troba formant part de l'aire atmosfèric, constituint al voltant de l'1% de la massa atmosfèrica. L'atmosfera és la principal font industrial per a l'aïllament d'aquest gas. S'aïlla mitjançant el procediment de destil·lació fraccionada criogènica.

D'altra banda, en el Cosmos les estrelles generen enormes quantitats d'argó durant la fusió nuclear de l'silici. Pot així mateix situar-se en les atmosferes d'altres planetes, com Venus i Mart.

referències

1. Barrett CS, Meyer L. (1965) The Crystal Structures of Argon and Its Alloys. In: Daunt JG, Edwards DO, Milford FJ, Yaqub M. (eds) Low Temperature Physics LT9. Springer, Boston, MA.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 de març de al 2019). 10 Argon Facts - Ar or Atomic Number 18. Recuperat de: thoughtco.com
3. Todd Helmenstine. (31 de maig de 2015). Argon facts. Recuperat de: sciencenotes.org
4. Li, X. et al. (2015). Stable Lithium Argon compounds under high pressure. Sci. Rep. 5, 16675; doi: 10.1038 / srep16675.
5. Royal Society of Chemistry. (2019). Periodic table: argon. Recuperat de: rsc.org
6. Dr. Doug Stewart. (2019). Argon Element Facts. Chemicool. Recuperat de: chemicool.com
7. Cubbon Katherine. (22 de juliol de 2015). Chemistry of Argon (Z = 18). Chemistry Libretexts. Recuperat de: chem.libretexts.org
8. Wikipedia. (2019). Argon. Recuperat de: en.wikipedia.org
9. National Center for Biotechnology Information. (2019). Argon. PubChem Database. CID = 23968. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov