| 词条 | 氩 |
| 释义 | 氩，非金属元素，元素符号Ar。氩是单原子分子，单质为无色、无臭和无味的气体。是稀有气体中在空气中含量最多的一个，由于在自然界中含量很多，氩是目前最早发现的稀有气体。化学性极不活泼，但是已制的其化合物-氟氩化氢。氩不能燃烧，也不能助燃。氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体，即氩弧焊。 元素基本特性CAS号：7440-37-1 元素名称：氩 元素读音：yà 元素符号：Ar（Argon） 元素原子量：39.95 原子体积：(立方厘米/摩尔)23.9 元素在太阳中的含量:(ppm)70 元素在海水中的含量：(ppm)0.45 地壳中含量：（ppm）1.2 元素类型：非金属元素 质子数：18 中子数：22 原子序数：18 所属周期：3 所属族数：0 电子层分布：2-8-8 核电荷数：18 电子层：K-L-M-N 外围电子层排布：3s2 3p6 外层电子数∶8 晶体结构：晶胞为面心立方晶胞。 晶胞参数： a = 525.6 pm b = 525.6 pm c = 525.6 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 声音在其中的传播速率：（m/S）323 电离能 (kJ/ mol)M - M+ 1520.4 M+ - M2+ 2665.2 M2+ - M3+ 3928 M3+ - M4+ 5770 M4+ - M5+ 7238 M5+ - M6+ 8811 M6+ - M7+ 12021 M7+ - M8+ 13844 M8+ - M9+ 40759 M9+ - M10+ 46186 100升空气中约含有934毫升。密度1.784克/升。熔点-189.2℃。沸点 -185.7度。电离能为15.759电子伏特。 发现氩曾经在1785年由亨利·卡文迪什制备出来，但却没发现这是一种新的元素；直到1894年，约翰·威廉·斯特拉斯和苏格兰的化学家威廉·拉姆齐才通过实验确定氩是一种新元素。他们主要是先从空气样本中去除氧、二氧化碳、水汽等后得到的氮气与从氨分解出的氮气比较，结果发现从氨里分解出的氮气比从空气中得到的氮气轻1.5%。虽然这个差异很小，但是已经大到误差的范围之外。所以他们认为空气中应该含以一种不为人知的新气体，而那个新气体就是氩气。 另外1882年H.F. 纽厄尔和W.N.哈特莱从两个独立的实验中观测空气的颜色光谱时，发现光谱中存在已知元素光谱无法解释的谱线，但并没有意识到那就是氩气。由于在自然界中含量很多，氩是目前最早发现的稀有气体，目前它的符号为Ar（在1957年以前，它的符号为A）。 天然含量氩在地球大气中的含量以体积计算为0.934%，而以质量计算为1.29%，至于在地壳中可说是完全不含氩，因为氩在自然情况下不与其他化合物反应，而无法形成固态物质。也因为这样工业用的氩大多就直接从空气中提取。主要是用分馏法提取，而像是氮、氧、氖、氪、氙等气体也都是这样从空气中提取的。 而在火星的大气中，氩-40以体积计算的话占有1.6%，而氩-36的浓度为5ppm；另外1973年水手号计划的太空探测器飞过水星时，发现它稀薄的大气中占有70%氩气，科学家相信这些氩气是从水星岩石本身的放射性同位素衰变而成的。卡西尼-惠更斯号在土星最大的卫星，也就是泰坦上，也发现少量的氩。 同位素氩稳定的同位素有24种，一般来说稳定的氩-40是由地壳中的钾-40(40K)经由电子俘获或正子发射衰变来的。钾-40以这两种方式衰变成氩只占所有的11.2%，另外还有88.8%的氩经由钙-40(40Ca)的β衰变而来。这个特性可以被用来测定岩石的年龄。 在地球大气中，不稳定的氩-39(39Ar)可经由宇宙射线轰击氩-40而生成，另外也可以经由钾-39(39K)的中子俘获而来。至于氩-37，则可以从(37Ar)核试验中形成的钙的人造同位素衰变而来，氩-37的寿命非常短，半衰期只有35天。 符号 质子 中子 质量(原子质量单位) 半衰期 原子核自旋 相对丰度 相对丰度的变化率 激发能量 30Ar 18 12 30.02156(32)# <20 ns 0+ 31Ar 18 13 31.01212(22)# 14.4(6) ms 5/2(+#) 32Ar 18 14 31.9976380(19) 98(2) ms 0+ 33Ar 18 15 32.9899257(5) 173.0(20) ms 1/2+ 34Ar 18 16 33.9802712(4) 844.5(34) ms 0+ 35Ar 18 17 34.9752576(8) 1.775(4) s 3/2+ 36Ar 18 18 35.967545106(29) 稳定 0+ 0.003365(30) 37Ar 18 19 36.96677632(22) 35.04(4) d 3/2+ 38Ar 18 20 37.9627324(4) 稳定 0+ 0.000632(5) 39Ar 18 21 38.964313(5) 269(3) a 7/2- 40Ar 18 22 39.9623831225(29) 稳定 0+ 0.996003(30) 41Ar 18 23 40.9645006(4) 109.61(4) min 7/2- 42Ar 18 24 41.963046(6) 32.9(11) a 0+ 43Ar 18 25 42.965636(6) 5.37(6) min (5/2-) 44Ar 18 26 43.9649240(17) 11.87(5) min 0+ 45Ar 18 27 44.9680400(6) 21.48(15) s (1/2,3/2,5/2)- 46Ar 18 28 45.96809(4) 8.4(6) s 0+ 47Ar 18 29 46.97219(11) 1.23(3) s 3/2-# 48Ar 18 30 47.97454(32)# 0.48(40) s 0+ 49Ar 18 31 48.98052(54)# 170(50) ms 3/2-# 50Ar 18 32 49.98443(75)# 85(30) ms 0+ 51Ar 18 33 50.99163(75)# 60# ms [>200 ns] 3/2-# 52Ar 18 34 51.99678(97)# 10# ms 0+ 53Ar 18 35 53.00494(107)# 3# ms (5/2-)# 元素来源可从空气分馏塔抽出含氩的馏分经氩塔制成粗氩，再经过化学反应和物理吸附方法分出纯氩。 元素用途氩的最早用途是向电灯泡内充气。焊接和切割金属也使用大量的氩。用作电弧焊接不锈钢、镁、铝和其他合金的保护气体，即氩弧焊 氩弧焊的危害： (1)焊工尘肺 尘肺是指由于长期吸人超过规定浓度而引起肺组织弥漫性纤维化的粉尘所致的疾病。焊工尘肺是由于长期吸入超过允许浓度的以氧化铁为主并有无定型的二氧化硅、硅酸盐、锰、铁、铬以及臭氧、氮氧化物等混合烟尘和有毒气体，并在组织中长期作用所致的混合性尘肺。 据有关资料表明，目前我国焊工尘肺的最短发病工龄为7年，平均发病工龄为20～30年左右，并明显呈现北方寒冷地区发病率高，南方地区发病率较低的现象。这主要是因为北方气候寒冷、车间关闭门窗时间长、自然通风换气条件差的原因。 焊工尘肺主要表现为呼吸系统症状：气短、咳嗽、咳痰、胸闷和胸痛。部分焊工尘肺患者可呈无力、食欲减退、体重减轻以及神经衰弱症候群(如头痛、头晕、失眠、嗜睡、多梦、记忆力减退等)，同时对肺功能也有影响。 (2)锰中毒 锰蒸气在空气中能很快氧化成灰色的氧化锰(MnO)及棕红色的四氧化三锰(Mn3O4)烟尘。焊工长期吸入超过允许浓度的锰及其化合物的微粒和蒸气，则可能造成锰中毒。 焊工锰中毒发病很慢，大多在接触3～5年后，甚至可达20年才逐渐发病。 慢性锰中毒早期表现为疲劳乏力，时常头痛、头晕、失眠、记忆力减退以及植物神经功能紊乱，如舌、眼睑和手指的细微振颤等。中毒进一步发展，则神经精神症状均更明显，而且转变、跨越、下蹲等都较困难，走路时表现左右摇摆或前冲后倒，书写时振颤不清等。 (3)焊工金属热 金属热是接触足够浓度的某些金属烟尘的工人常见的一种综合征。焊工金属热是指吸人焊接金属烟尘中0．05～0．5Pm的氧化铜、氧化锌、氧化铝、氧化锰及氧化铁微粒和氟化物等，容易通过上呼吸道进入末梢细支气管和肺泡，再进入血液，引起焊工金属热反应。金属热不是慢性病，而是一种复发性急性偶发病。其主要症状是下班后感觉嘴里有金属味，食欲不振、恶心、寒战，大多伴有低烧。焊工金属热在经常进行铜及铜合金焊接的工人中较为常见，经常在船舱、密闭容器内使用碱性焊条施焊者，亦容易出现此症。 元素辅助资料19世纪末期，英国物理学家瑞利勋爵发现利用空气除杂制得的氮气和从氨制得的氮气的密度有大约是千分之一的差别。他在当时很有名望的英国《自然》杂志上发表了他的发现，并请大家帮他分析其中的原因。伦敦大学化学教授莱姆塞推断空气中的氮气里可能含有一种较重的未知气体。他们两人又各自做了大量的实验，终于发现了在空气中还存在一种密度几乎是氮气密度一倍半的未知气体。 1894年8月13日，英国科学协会在牛津开会，瑞利作报告，根据马丹主席的建议，把新的气体叫做argon（希腊文意思就是“不工作”、“懒惰”）。元素符号Ar。当然，当时发现的氩，实际上是氩和其他惰性气体的混合气体，正是因为氩在空气中存在的惰性气体的含量占绝对优势，所以它作为惰性气体的代表被发现。氩的发现是从千分之一微小的差别开始的，是从小数点右边第三位数字的差别引起的，不少化学元素的发现，许多科学技术的发明创造，都是从这种微小的差别开始的。 原子序数18，原子量39.948，是一种稀有气体。 1894年由英国化学家瑞利和拉姆赛发现。氩在大气中的含量为0.934%，有三种同位素：氩40、氩36、氩38，其中氩40占99.6%。 氩在通常条件下位无色、无味气体；熔点-189.2°C，沸点-185.7°C，气体密度1.784克/升。水中溶解度33.6立方厘米/千克水。 氩与水、对苯二酚和苯酚可形成弱键包和物，并可以形成氟氩化氢 氟氩化氢（化学式：HArF）是一个氩的化合物，也是第一个被发现的氩化合物。 氩氟化氢是一群由马库·拉萨能（Markku Räsänen）领导的芬兰化学家发现的，他们在2000年8月24日将发现氟氩化氢的消息登上了《自然》杂志。 这群芬兰化学家是将氩气和氟化氢在碘化铯表面冷冻至?265°C，这使氩气结成冰，然后再用大量的紫外线照射这氩冰和氟化氢的混合物，这使得氩和氟化氢反应产生氩氟化氢。经过红外光谱术分析后，他们发现氩原子已经和氟原子、氢原子产生化学键，但该化学键非常的弱，只要温度高于?256°C它就会再分解为氩和氟化氢。 氩放电时发出紫色辉光，可用于霓虹灯。氩还常用做惰性保护气体 特性氩，无论是气态还是液态，都是无色、无味而且无毒的稀有气体。它在水中的溶解度比氮多出了2.5倍。虽然氩在一般的情况向都很稳定，不会与其它化合物或元素化合，但是科学家还是有办法在极端的条件下形成一些氩化合物，像是2000年8月由芬兰化学家马库·拉萨能(Markku Räsänen)领导的小组发现的氟氩化氢（HArF）。这个氟、氢和氩的化合物在-265°C才能保持稳定。此外，氩还可以作为客体分子，与水形成包合物。除了以上基态的物质外，目前已经发现含氩的离子和激发态配合物（像ArH和ArF），而根据理论计算显示氩应该可以形成在室温下稳定的化合物，虽然目前还没有发现它们存在的线索。 氩气常被注入灯泡内，因为氩即使在高温下也不会与灯丝发生化学作用，从而延长灯丝的寿命。在不锈钢、锰、铝、钛和其它特种金属电弧焊接时、钢铁生产时，氩也用作保护气体。 |