Аргон и его характеристики

Общая характеристика аргона

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Аргон – восемнадцатый элемент Периодической таблицы. Обозначение – Ar от латинского «argon». Расположен в третьем периоде, VIIIА группе. Относится к группе благородных (инертных) газов. Заряд ядра равен 18.

Самый распространенный в природе элемент VIIIA-группы. Содержание аргона в воздухе 0,932% (об.), 1,28% (масс).

Представляет собой бесцветный газ. Плохо растворяется в воде (растворимость понижается в присутствии сильных электролитов), лучше — в органических растворителях. Образует клатрат состава 8Ar×46Н₂О. Не реагирует со всеми другими веществами (простыми и сложными).

Атомная и молекулярная масса аргона

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной молекулярная масса вещества (M_r) – это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A_r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии аргон существует в виде одноатомных молекул Ar, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 39,948.

Изотопы аргона

Известно, что в природе аргон может находиться в виде трех стабильных изотопов ³⁶Ar (0,337%), ³⁸Ar (0,063%) и ⁴⁰Ar (99,6%). Их массовые числа равны 36, 38 и 40 соответственно. Ядро атома изотопа аргона ³⁶Ar содержит восемнадцать протонов и восемнадцать нейтронов, а изотопов ³⁸Ar и ⁴⁰Ar– такое же количество протонов, двадцать и двадцать два нейтронов/а соответственно.

Существуют искусственные изотопы аргона с массовыми числами от 32-х до 55-ти, среди которых наиболее стабильным является ³⁹Ar с периодом полураспада равным 269 лет.

Ионы аргона

Как гелий и неон при сильном возбуждении атомов аргон образует молекулярные ионы типа Ar₂⁺.

Молекула и атом аргона

В свободном состоянии аргон существует в виде одноатомных молекул Ar.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Рассчитайте относительную плотность по воздуху аргона.

Решение

Известно, что плотность какого-либо газа по воздуху рассчитывается как отношение молярной масса этого газа к молярной массе воздуха (29 г/моль):

D_air = M / M_air.

Молярная масса аргона равна 40 г/моль. Тогда его плотность по воздуху будет равна:

D_air (Ar) = M (Ar) / M_air;

D_air (Ar) = 40 / 29 = 1,3793.

Ответ

Плотность аргона по воздуху равна 1,3793.

ПРИМЕР 2

Задание

Вычислите энергию ионизации для иона аргона Ar(1s²2s²2p⁶3s²3p⁴).

Решение

Рассчитаем энергию ионизации иона аргона Ar(1s²2s²2p⁶3s²3p⁴):

ЕИ = R × z² / n²,

где R – константа Ридберга равная 13,6 эВ; z–заряд атома, n – число электронов в атоме.

Порядковый номер аргона равен 18-ти, значит заряд атома аргона (+18). Количество электронов в данном ионе равно 16-ти.

ЕИ (Ar) = 13,6 × 18² / 16²;

ЕИ (Ar) = 13,6 × 324 / 256 = 17,21 эВ.