Argon (Ar)

Argon w układzie okresowym

Pierwiastek leży w trzecim okresie, czyli w trzecim poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 3 powłokach. Znajduje się w 18 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Hel, Neon, Krypton, Ksenon, Radon, Oganeson — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Argon jest gazem (topnieje w -189,34 °C, wrze w -185,85 °C).

Argon — co to za pierwiastek

Wypełnia szyby zespolone i osłania spoiny przy spawaniu, bo z niczym nie reaguje.

Właściwości pierwiastka Argon

Argon jest bezbarwnym gazem bez zapachu i smaku, nieco cięższym od powietrza — jego gęstość wynosi 0,0017837 g/cm³. Skrapla się dopiero w temperaturze −185,85 °C, a krzepnie w −189,34 °C, więc w normalnych warunkach zawsze spotykamy go jako gaz. Cząsteczki argonu są jednoatomowe: atom nie łączy się nawet z drugim takim samym atomem. Powód widać w konfiguracji [Ne] 3s² 3p⁶ — powłoka zewnętrzna jest zapełniona ośmioma elektronami, a oderwanie jednego z nich wymaga aż 15,76 eV. Dlatego wartościowość argonu wynosi zero i zero jest też jego jedynym stopniem utlenienia. Argon nie pali się, nie podtrzymuje palenia, nie reaguje z metalami, kwasami ani z wodą. Nie jest trujący, ale w zamkniętym pomieszczeniu potrafi zebrać się nisko i wyprzeć tlen, a to grozi uduszeniem.

Zastosowanie pierwiastka Argon

Największa część produkowanego argonu trafia do przemysłu metalurgicznego i do spawalnictwa. Przy spawaniu metodami TIG i MIG strumień argonu otacza jarzący się łuk i rozgrzany metal, odcinając go od tlenu i azotu z powietrza — bez takiej osłony spoina byłaby porowata i krucha. W hutnictwie argon przedmuchuje się przez ciekłą stal, żeby wymieszać kąpiel i usunąć z niej rozpuszczone gazy. Drugie duże zastosowanie to okna: przestrzeń między szybami w oknie zespolonym wypełnia się argonem, bo przewodzi on ciepło gorzej niż powietrze i nie skrapla się na szkle. Argonem napełniano też bańki żarówek, żeby wolframowy żarnik nie spalał się od razu. W laboratoriach argon jest gazem nośnym w chromatografii gazowej i tworzy plazmę w spektrometrach, wypełnia również liczniki Geigera. Chroni cenne dokumenty i eksponaty w gablotach muzealnych, a w geologii służy do datowania skał metodą potasowo-argonową. Winiarze przedmuchują nim beczki i butelki, żeby wino nie utleniło się w kontakcie z powietrzem.

Argon — najważniejsze związki chemiczne

Argon należy do tych nielicznych pierwiastków, dla których rozdział o związkach chemicznych jest niemal pusty. W zwykłych warunkach nie tworzy żadnego trwałego połączenia. Jedynym opisanym związkiem argonu jest fluorowodorek argonu HArF, otrzymany w zestalonym argonie w temperaturze bliskiej zera bezwzględnego i rozpadający się natychmiast po ogrzaniu. Znane są też klatraty i hydraty argonu, w których atomy gazu siedzą uwięzione w klatkach zbudowanych z cząsteczek wody — ale to pułapka fizyczna, a nie wiązanie chemiczne. W praktyce szkolnej i przemysłowej argon traktuje się po prostu jako gaz, który z niczym nie reaguje, i właśnie za to jest ceniony.

Argon — gdzie go spotykasz

• szyby zespolone
• spawanie
• żarówki
• datowanie skał

Argon w szkole — co trzeba wiedzieć

Argon to trzeci pierwiastek osiemnastej grupy, leży w trzecim okresie i w bloku p. Zapamiętaj konfigurację [Ne] 3s² 3p⁶ i wynikający z niej oktet — to najczęstsze pytanie. Bierność argonu tłumaczy się właśnie zapełnioną powłoką walencyjną, a nie tym, że jest ciężki czy rzadki. Druga rzecz warta zapamiętania: argon ma masę atomową 39,95, a stojący za nim w tablicy potas jest odrobinę lżejszy. Czyli cięższy pierwiastek stoi wcześniej, i to jest dowód, że układ okresowy porządkuje liczba atomowa, a nie masa — nauczyciele lubią o to pytać. Uczniowie mylą symbol Ar ze srebrem (Ag) i z glinem (Al). W powietrzu argon stanowi prawie procent objętości i jest trzecim najczęstszym składnikiem, po azocie i tlenie.

Argon — historia odkrycia

Argon odkryto w 1894 roku dzięki drobnej nieścisłości w pomiarach. Lord Rayleigh zauważył, że azot wydzielony z powietrza jest odrobinę cięższy od azotu otrzymanego z reakcji chemicznych. Zamiast zignorować tę różnicę, zajął się nią razem z Williamem Ramsayem. Ramsay usunął z próbki powietrza tlen, azot, parę wodną i dwutlenek węgla, a to, co zostało, okazało się nowym pierwiastkiem, którego nie dało się zmusić do żadnej reakcji. Nazwali go argonem od greckiego argos, czyli bezczynny, próżnujący. Odkrycie otworzyło całą osiemnastą grupę układu okresowego, a obaj badacze zostali za nie uhonorowani Nagrodami Nobla.

Argon — skąd wzięła się nazwa

gr. argos — bezczynny

Argon — izotopy

argon-40 dominuje

Argon — bezpieczeństwo

Obojętny; wypiera tlen w zamkniętych przestrzeniach.

Ciekawostki o pierwiastku Argon

• To najczęstszy gaz szlachetny w powietrzu — prawie 1%.
• Prawie cały argon w powietrzu to argon-40, który powstał z rozpadu promieniotwórczego potasu w skałach — dlatego jest go tak nieproporcjonalnie dużo w porównaniu z lżejszymi odmianami tego pierwiastka.
• Nurkowie napełniają argonem suche skafandry, bo przewodzi ciepło gorzej niż powietrze i lepiej chroni przed wychłodzeniem w zimnej wodzie.
• Argon był pierwszym gazem szlachetnym znalezionym na Ziemi; hel wykryto wcześniej, ale w widmie Słońca, a nie w laboratorium.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Argon