Аргон

Аргон (лат. Argon), Ar, химический элемент VIII гр. периодической системы Менделеева, относится к инертным газам; атомный номер 18, атомная масса 39,948. При обычных условиях А. — газ без цвета, запаха и вкуса. К открытию А. привело обнаруженное в 1892 Дж. Рэлеем превышение на 0,0016 г/л (при 0°С и 101 325 н/м²) плотности азота из воздуха по сравнению с плотностью азота, полученного из его соединений. В 1894 Рэлей и У. Рамзай выделили из азота воздуха газ, обладающий химической инертностью (греч. argys — бездеятельный). После открытия других инертных газов они были объединены в отдельную нулевую группу периодической системы; теперь общепринято рассматривать их как главную подгруппу VIII гр.

  В природе А. присутствует только в свободном виде. Атмосфера содержит 16-10¹² т А., земная кора 0,165·10¹² т, вода 0,752·10¹² т. Объёмная концентрация А. в воздухе 0,93%. Атмосферный А. состоит из трёх стабильных изотопов: ³⁶Ar (0,337% ), ³⁸Ar (0,063% ) и ⁴⁰Ar (99,600% ). Преобладание тяжёлого изотопа связано с его образованием при радиоактивном распаде природного калия ⁴⁰K (в результате общее количество А. в атмосфере непрерывно возрастает). Вследствие высокого содержания ⁴⁰Ar атомная масса Ar больше, чем у следующего за ним в таблице Менделеева К. Из искусственно полученных радиоактивных изотопов А. для радиоактивной метки наиболее пригоден ³⁷Ar с периодом полураспада 35,0 дней. Плотность А. (при 0°С и 101 325 н/м²) 1,7839 кг/м³, t_пл —189,3°C, t_kип —185,9°C. В 1 л воды при нормальных условиях растворяется 51,9 см³ А. В металлах А. практически не растворим. Молекула А. одноатомна. Энергия первичной ионизации А. велика (15,755 эв или 2,5241·10^-18 адж), сродством к электрону А. не обладает. Все попытки получить валентные соединения А. оканчивались неудачей. А. способен образовывать соединения включения (клатраты) с веществами, имеющими в своих кристаллических решётках полости с размерами, приблизительно соответствующими диаметру атома А. (H₂O, D₂O, фенол, гидрохинон). Наиболее полно изучен Ar·6H₂O, впервые синтезированный в 1896 П. Вийаром при кристаллизации воды в атмосфере А. (давление А. 15,5 Мн/м²). температура разложения Ar·6H₂O при 101 325 н/м² 42,0°C. А. с фенолом даёт соединение Ar·3С₆Н₅ОН. В соединениях включения, например в SO₂·6H₂O, можно SO₂ изоморфно заместить Ar (работы Б. А. Никитина и др.), что даёт возможность синтезировать Ar·6H₂O при нормальном давлении.

  В промышленности А. получают в процессе разделения воздуха при глубоком охлаждении. Возможно получение А. из продувочных газов колонн синтеза аммиака. Отделять А. от других инертных газов лучше всего газохроматографическими методами. А. широко используется при термической обработке легко окисляющихся металлов. В защитной атмосфере из А. проводят, например, сварку и резку различных редких и цветных металлов, плавку Ti, W, Zr и т.д. В атмосфере А. выращивают кристаллы полупроводниковых материалов. А. заполняют электрические лампочки (А. снижает скорость испарения вольфрама и позволяет увеличить светоотдачу). Аргоновые трубки применяют для рекламы (сине-голубое свечение). На определении отношения ⁴⁰Ar : ⁴⁰K. основан один из методов определения возраста минералов (см. Геохронология). Радиоактивный А. иногда применяют для контроля вентиляционных систем.

  Лит: Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В., Инертные газы, М., 1964; Головко Г. А., Аппараты и установки для производства аргона, М.—Л., 1965; Финкельштейн Д. Н., Инертные газы, М., 1961; Бердоносов С. С., Инертные газы вчера и сегодня, М., 1966.

  С. С. Бердоносов.