Knowledge Base Wiki

Kloori ← Argon → Kalium Ne ↑ Ar ↓ Kr       Koko taulukko
Yleistä
Nimi	Argon
Tunnus	Ar
Järjestysluku	18
Luokka	Epämetalli
Lohko	p
Ryhmä	18, jalokaasu
Jakso	3
Tiheys	0,001784[1] · 103 kg/m3
Väri	Väritön
Löytövuosi, löytäjä	1894, Sir William Ramsay, Lordi Rayleigh
Atomiominaisuudet
Atomipaino (Ar)	39,948(1)[2][3][a]
Atomisäde, mitattu (laskennallinen)	71 (71)[4] pm
Kovalenttisäde	97 pm
Van der Waalsin säde	188[1] pm
Orbitaalirakenne	[Ne] 3s2 3p6
Elektroneja elektronikuorilla	2, 8, 8
Hapetusluvut	0
Kiderakenne	pintakeskinen kuutiollinen (FCC)[4]
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto	Kaasu
Sulamispiste	83,85[4] K (−189,3 °C)
Kiehumispiste	87,30[4] K (−185,85 °C)
Moolitilavuus	22,56 · 10−3 m3/mol
Höyrystymislämpö	6,447[4] kJ/mol
Sulamislämpö	1,188[4] kJ/mol
Äänen nopeus	319[1] m/s kaasuna, 300 K:ssa
Muuta
Ominaislämpökapasiteetti	0,520 kJ/(kg K)
Lämmönjohtavuus	(300 K) 0,01772[4] W/(m·K)
CAS-numero	7440-37-1
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa

Argon on järjestysluvultaan 18. alkuaine ja kuuluu jalokaasuihin. Sen kemiallinen merkki on Ar (lat. argon; kreik. αργόν, ’laiska’). Sitä on noin 0,94 prosenttia ilmakehästämme, ja se onkin maapallon yleisin jalokaasu. Argon on väritön, hajuton ja mauton inertti kaasu. Kuten muitakin jalokaasuja, argonia pidettiin pitkään reagoimattomana. Ensimmäinen tunnettu argonyhdiste argonfluorihydridi (HArF) onnistuttiin tekemään Helsingin yliopiston Kemian laitoksella elokuussa 2000.^[5]

Argon on väritön, hajuton ja mauton kaasu. Sen tiheys on 1,784 g/l eli tiheämpää kuin ilma. Argonin kiehumispiste on 87,30 K ja sulamispiste 83,85 K. Argonilla on suhteellisen alhainen lämpökapasiteetti. Sen liukoisuus veteen on samaa luokkaa hapen kanssa.^[6][7][8]

Argonilla on kolme pysyvää isotooppia: ³⁶Ar, ³⁸Ar ja ⁴⁰Ar. Suurin osa ilmakehän argonista on ⁴⁰Ar ja se on muodostunut maaperän kaliumin ⁴⁰K-isotoopin hajotessa. Tähdissä tapahtuva nukleosynteesi luo enimmäkseen keveämpiä isotooppeja ³⁶Ar sekä ³⁸Ar ja ne ovatkin yleisempiä maailmankaikkeudessa. Myös maapallolta otetussa näytteessä ⁴⁰Ar-pitoisuus vaihtelee välillä 94–100 % riippuen siitä mistä näyte on otettu. Maanpäällisissä näytteissä ³⁶Ar-isotoopin suhde ³⁸Ar ja ⁴⁰Ar nähden on yleensä noin 0,3:0,1:99,6, kun taas Auringossa se on lähempänä suhdetta 84:15:1.^[7][9]

Argonin isotooppia ⁴⁰Ar käytetään yhdessä kaliumin kanssa määrittämään kivien ikää. Määritys perustuu ⁴⁰K-isotoopin hajoamiseen ⁴⁰Ar-isotoopiksi, jolloin näiden suhteesta saadaan määritettyä mineraalin ikä.^[7][10]

Argonin radioaktiivisilla isotoopeilla ei ole teollista merkitystä.^[7]

Isotooppi	Puoliintumisaika	Hajoamistyyppi Osuus1
30Ar	20 ns	Protoniemissio
31Ar	15,1 ms	EC, β+
32Ar	98 ms	EC, β+
33Ar	173,0 ms	EC, β+
34Ar	844,5 ms	EC, β+
35Ar	1,775 s	EC, β+
36Ar	Stabiili	0,3336 %
37Ar	35,04 d	EC
38Ar	Stabiili	0,0629 %
39Ar	269 a	β-
40Ar	Stabiili	99,6035 %
41Ar	109,34 min	β-
42Ar	32,9 a	β-
43Ar	5,37 min	β-
44Ar	11,87 min	β-
45Ar	21,48 s	β-
46Ar	8,4 s	β-
47Ar	700 ms	β-

¹ = Osuus kaikesta luonnossa esiintyvästä argonista.
Ilmoitetaan stabiileille ja erittäin pitkäikäisille isotoopeille.
Lähde:^[11]

Argon kuuluu jalokaasuihin, eikä muodosta normaaleissa olosuhteissa yhdisteitä. Tämä johtuu siitä, että sen elektronikonfiguraatiossa p-orbitaali on täynnä. Tämä johtaa myös korkeaan ionisaatioenergiaan. Kuitenkin vuonna 2000 Markku Räsäsen johtama ryhmä Helsingin yliopistosta ilmoitti muodostaneensa argonfluorihydridin (HArF). Ryhmä jäähdytti argonin ja vetyfluoridin seoksen 8 kelvinin lämpötilaan sekä altisti seoksen ultraviolettisäteilylle. Argonista tunnetaan myös ArH⁺-ioni, ArF-komplekseja^[8][12][13] sekä eräitä metastabiileja dikationeja, joissa on sidos argonin ja piin tai argonin ja hiilen välillä^[14].

Argon ei ole myrkyllistä, mutta suurina pitoisuuksina voi syrjäyttää hapen hengitysilmasta. Tällöin ihminen voi tuntea huimausta ja päänsärkyä ja lopulta tukehtua.^[15]

Argonin löysi tietämättään brittiläinen kemisti Henry Cavendish 1700-luvun lopussa, kun hän tutki ilmakehän koostumusta. Hän huomasi, että yksi prosentti ilmasta ei reagoinut, mutta hän ei tutkinut kyseistä osuutta. Sata vuotta myöhemmin 1892 Lordi Rayleigh ja William Ramsay huomasivat, että ilmasta eristetyn typen tiheys oli suurempi kuin ammoniakista synteettisesti valmistetun typen. Myöhemmin Ramsay toisti Cavendishin kokeen, mutta analysoi reagoimattoman kaasun. Hän määritti sen spektrin, ja 1895 Ramsay ja Rayleigh julkistivat löytäneensä uuden alkuaineen. He nimesivät aineen kreikankielen sanan argos mukaan, joka tarkoittaa suomennettuna epäaktiivista tai laiskaa. Argon oli ensimmäinen jalokaasu, joka löydettiin, mutta loput jalokaasut löytyivät viidessä vuodessa. Molemmat palkittiin Nobelilla 1904.^{[12][16][17][7]}

Argonia esiintyy ilmakehässä, jossa sitä on 0,94 tilavuusprosenttia. Tämän lisäksi argonia löytyy maankuoresta, mutta hyvin vähän (4 ppm), sekä maakaasusta. Argon voidaan erottaa jakotislauksen avulla ilmasta. Toinen vaihtoehto on käsitellä ilmakehän typpeä magnesiumin tai kalsiumin avulla, jolloin muodostuu nitridejä, mutta argon ei reagoi. Argon on suhteellisen halpaa, se maksaa alle euron sadalta grammalta.^[6][7][4]

Vuonna 1993 Argonia tuotettiin pelkästään Yhdysvalloissa 716 000 tonnia.^[18]

Argonia voidaan käyttää neonin kanssa neonvaloissa, jolloin se tuottaa sinistä tai vihreää väriä. Argonia käytetään myös lasereissa, joilla voidaan parantaa ihosairauksia. Argonlasereita on käytetty myös silmäoperaatioissa. Lisäksi argonia käytetään UV-valoissa, sillä se tuottaa huomattavissa määrin ultraviolettisäteilyä.^[6][7][8]

Koska argon on normaaleissa olosuhteissa inerttiä, voidaan sitä hyödyntää monissa kohteissa. Sitä voidaan käyttää suojaukseen, kun halutaan, että aine ei reagoi esimerkiksi ilman hapen kanssa. Tätä ominaisuutta hyödynnetään muun muassa hitsauksissa sekä kaarihitsauksissa. Argon on myös yksi automaattisissa palonsammutusjärjestelmissä käytettävä kaasu.^[19]

Argonia käytetään hehkulampuissa, joissa metallilanka reagoisi helposti ilman kanssa. Puolijohdeteollisuudessa argonia käytetään piin ja germaniumin kiteyttämisvaiheessa estämään hapen reagoiminen niiden kanssa. Argonia käytetään pakkauskaasuna tuotteiden (muun muassa viinit) säilyvyyden parantamiseksi.^{[6][20][7][4]}

Argonia voidaan käyttää myös eristeenä muun muassa ikkunoiden välissä.^[8]

• Greenwood, N. N. & Earnshaw, A.: Chemistry of the Elements. (2. painos) Oxford: Elsevier Ltd, 1997. ISBN 978-0-7506-3365-9 (englanniksi)

• Periodictable: Technical data for Argon (englanniksi)