História de argônio, estrutura, propriedades, usa

Ele argônio É um dos gases nobres na tabela periódica e constitui cerca de 1% da atmosfera da Terra. É representado pelo símbolo químico da AR, um elemento que possui uma massa atômica igual a 40 por seu isótopo mais abundante da Terra (⁴⁰Ar); Outros isótopos são os ³⁶AR (o mais abundante do universo), ³⁸AR e o radioisótopo ³⁹Ar.

Seu nome deriva da palavra grega 'Argos', que significa inativo, lento ou ocioso, já que compôs a fração persistente do ar que não reagiu. Nitrogênio e oxigênio reagem um ao outro ao calor de uma faísca elétrica, formando óxidos de nitrogênio; Dióxido de carbono com uma solução básica de NaOH; Mas o AR, sem nada.

Violet Luminescent Download característico de átomos de argônio ionizado. Fonte: Wikigian [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Argônio é um gás incolor, sem cheiro ou sabor. É um dos poucos gases que não mostram mudança de cor ao condensar, portanto, sendo seu líquido incolor e seu gás; O mesmo acontece com seu sólido cristalino.

Outra de suas características principais é sua emissão de luz violeta quando aquecida dentro de um tubo de choque elétrico (imagem superior).

Embora seja um gás inerte (embora não em condições especiais), e isso também carece de atividade biológica, ele pode mover o oxigênio do ar, causando asfixia. Alguns fatores de fato usam isso a seu favor para afogar as chamas removendo oxigênio.

Sua inércia química favorece sua aplicação como uma atmosfera para reações cujas espécies são suscetíveis a oxigênio, vapor de água e nitrogênio. Ele também oferece um meio para armazenar e metal fábricas, ligas ou semicondutores.

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História da sua descoberta

Em 1785, Henry Cavendish, enquanto investigava o nitrogênio do ar, chamado "ar flogístico", concluiu que uma parte do nitrogênio poderia ser um componente inerte.

Mais de um século depois, em 1894, os cientistas britânicos Lord Rayleigh e Sir William Ramsey descobriram que o nitrogênio preparado pela eliminação de oxigênio do ar atmosférico era 0,5 % mais pesado que o nitrogênio obtido de alguns compostos; Por exemplo, amônia.

Os pesquisadores suspeitaram da presença de outro gás no ar atmosférico misturado com nitrogênio. Em seguida, verificou -se que o gás restante após a eliminação de nitrogênio do ar atmosférico era um gás inerte que agora é conhecido como argônio.

Este foi o primeiro gás inerte isolado na Terra; Daí o seu nome, já que o argônio significa preguiçoso, inativo. No entanto, em 1868, a presença de hélio ao sol foi detectada por meio de estudos espectroscópicos.

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F. Newall e W. N. Hartley, em 1882, observou linhas de transmissão, possivelmente correspondentes ao argônio, que não correspondiam às apresentadas pelos outros elementos conhecidos.

Estrutura de argônio

O argônio é um gás nobre e, consequentemente, tem os orbitais de seu último nível de energia completamente total; Isto é, sua camada de Valência apresenta oito elétrons. O aumento do número de elétrons, no entanto, não neutraliza a crescente força de atração exercida pelo núcleo; E, portanto, seus átomos são os menores de cada período.

Dito isto, os átomos de argônio podem ser visualizados como "mármore" com nuvens eletrônicas muito compactadas. Os elétrons se movem homogeneamente através de todos os orbitais completos, fazendo com que a polarização seja improvável; isto é, que uma região se origina com uma deficiência relativa de elétrons.

Por esse motivo, as forças de dispersão de Londres são particularmente para o argônio, e a polarização só se beneficiará se o raio atômico e/ou massa atômica aumentarem. É por isso que o argônio é um gás que condensa -186ºC.

Desenhando o gás, será visto que seus átomos ou bolinhas de gude mal conseguem permanecer unidos, na ausência de qualquer tipo de ar-ar-ar. No entanto, não se pode ignorar que tais bolinhas possam interagir bem com outras moléculas apolares; Por exemplo, o CO₂, N₂, NE, cap₄, Tudo presente na composição do ar.

Cristais

Os átomos de argônio começam a desacelerar à medida que a temperatura desce cerca de -186ºC; Então a condensação acontece. Agora, as forças intermoleculares adquirem maior eficácia, porque a distância entre os átomos é menor e dá tempo para que as poucas instantâneas ou polarizações ocorram.

Este argônio líquido é confuso e não se sabe como seus átomos podem ser organizados exatamente.

Quando a temperatura desce ainda mais, até -189ºC (apenas três graus a menos), o argônio começa a cristalizar em gelo incolor (imagem inferior). Talvez o gelo termodinamicamente seja mais estável que o gelo de argônio.

Argônio gelado de gelo. Fonte: nenhum autor legível por máquina fornecido. Engolir. [CC BY-SA 3.0 (http: // criativecommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/]]

Neste cristal de gelo ou argônio, seus átomos adotam uma estrutura do tipo cúbico ordenada centrada em faces (FCC). Nessas temperaturas, é o efeito de suas interações fracas. Além dessa estrutura, também pode formar cristais hexagonais e mais compactos.

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Cristais hexagonais são favorecidos quando o argônio cristaliza na presença de pequenas quantidades de ou₂, N₂ e companhia. Quando eles se deformam, sofrem uma transição para a fase cúbica centrada nos rostos, a estrutura mais estável para argônio sólido.

Configuração eletronica

A configuração eletrônica para o argônio é:

[NE] 3s²3p⁶

Que é o mesmo para todos os isótopos. Observe que seu Octeto de Valencia está completo: 2 elétrons no 3S orbital e 6 no orbital 3p, adicionando 8 elétrons no total.

Teórico e experimentalmente o argônio pode ter seus orbitais 3D para formar ligações covalentes; Mas as altas pressões são necessárias para "forçá -lo".

Propriedades

Descrição física

É um gás incolor que, quando exposto a um campo elétrico, adquire um brilho lilato-violeta.

Peso atômico

39,79 g/mol

Número atômico

18

Ponto de fusão

83,81 K (-189.34 ºC, -308,81 ºF)

Ponto de ebulição

87.302 K (-185.848 ºC, -302.526 ºF)

Eu sou

1.784 g/l

Densidade de vapor

1.38 (com uma relação aérea tomada como 1).

Solubilidade a gás na água

33,6 cm³/kg. Se o argônio como gás liquefeito muito frio entrar em contato com a água, ocorre uma ebulição violenta.

Solubilidade em líquidos orgânicos

Solúvel.

Calor de fusão

1,18 kJ/mol

Calor de vaporização

8,53 kJ/mol

Coeficiente de partição de octanol/água

Log p = 0,94

Energia de ionização

Primeiro nível: 1.520,6 KJ/mol/mol

Segundo nível: 2.665,8 kJ/mol/mol

Terceiro nível: 3.931 KJ/mol

Isto é, as energias necessárias para obter cátions entre AR⁺ e ar³⁺ em uma fase gasosa.

Reatividade

O argônio é um gás nobre e, portanto, sua reatividade é quase nula. Fotólise de fluoreto de hidrogênio em uma matriz de argônio sólido a uma temperatura de 7,5 K (muito próxima de zero absoluto) produz fluoro -hidreto de argônio, harf.

Ele pode ser combinado com alguns elementos para originar um clastrato estável com beta-hidroquinona. Além disso, pode formar compostos com elementos altamente eletromagnéticos, como O, F e Cl.

Formulários

A maioria dos aplicativos de argônio se baseia no fato de que, sendo um gás inerte, pode ser usado para estabelecer um ambiente para desenvolver um conjunto de atividades industriais.

Industriais

-O argônio é usado para criar um ambiente para soldagem no arco de metal, evitando ações prejudiciais que podem produzir a presença de oxigênio e nitrogênio. Também é usado como agente de cobertura no refinamento de metais como titânio e zircônio.

-As lâmpadas incandescentes geralmente são recheadas de argônio, para proteger seus filamentos e prolongar sua vida útil. Também é usado em tubos fluorescentes semelhantes aos do neon; Mas eles emitem uma luz azul-violeta.

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-É usado no processo de desarbração de aço inoxidável e como gás propulsor em aerossóis.

-É usado em câmeras de ionização e contadores de partículas.

-Também no uso de diferentes elementos para a dopagem de semicondutores.

-Ele permite criar uma atmosfera para o crescimento de cristais de silício e Germanio, de grande uso no campo da eletrônica.

-Sua baixa condutividade térmica é benéfica de usar como isolante entre as folhas de vidro de algumas janelas.

-É usado para preservar alimentos e outros materiais sujeitos a embalagens, pois os protege de oxigênio e umidade que podem exercer um efeito prejudicial no conteúdo da embalagem.

Médicos

-O argônio é usado em criocirugia para a remoção de tecidos cancerosos. Nesse caso, o argônio se comporta como um líquido criogênico.

-É usado em equipamentos médicos a laser para corrigir vários defeitos oculares, como: hemorragias em vasos sanguíneos, descolamento de retina, glaucoma e degeneração macular.

Em equipamentos de laboratório

-O argônio é usado em misturas com hélio e neon nos contadores de radioatividade Geiger.

-É usado como gás de arrasto na cromatografia gasosa.

-Dispersou os materiais que cobrem a amostra submetida a microscopia eletrônica de varredura.

Onde está?

O argônio faz parte do ar atmosférico, constituindo cerca de 1% da massa atmosférica. A atmosfera é a principal fonte industrial para o isolamento deste gás. É isolado pelo procedimento fracionado de destilação criogênica.

Por outro lado, no cosmos, as estrelas geram enormes quantidades de argônio durante a fusão nuclear do silício. Também pode ser localizado nas atmosferas de outros planetas, como Vênus e Marte.

Referências

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