0号元素专题之氩元素简介

氩、非金属元素、元素符号Ar。钨是单原子分子，单质是无色、无味、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，氩是最早发现的稀有气体。化学性极不活泼，但是已制得其化合物——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。

发现历史

固态氩

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，氩是最早发现的稀有气体，它的符号为Ar（在1957年以前，它的符号为A）。

氩的发现解释了为什么氮从空气中提取的密度不同于分解氨获取的。

Ramsay在空气中提取的氩中移除了所有氮，由其和热的镁反应实现的，形成固态的氮化镁。他之后得到了一种不发生反应的气体，当他检查其光谱后，他看到了一组新的红色和绿色的线，从而确认了这是一种新的元素。

瑞利勋爵

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。

物理性质

氩

氩在通常条件下为无色、无味气体。有24种同位素，氩⁴⁰、氩³⁶、氩³⁸是稳定的，其中氩⁴⁰占99.6%。

氩通电之后发出红紫色的光。

熔点	-189.2℃
沸点	-185.7℃
气体密度	1.784g/L
水中溶解度	33.6cm³/L
在大气中的含量	0.934%

化学性质

元素性质数据

化学元素周期表零族（类）主族元素，符号Ar或A，原子序数18。化学性质极不活跃，一般不生成化合物，但可与水、氢醌等形成笼状化合物。

氩的化学性质极其稳定，一般不与其它元素化合。

至今仅在极端条件下制得唯一的氩化合物氟氩化氢（HArF）。这个氟、氢和氩的化合物在-265℃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，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，虽然还没有发现它们存在的线索。

此外，2003年时有媒体报道ArF2的存在，但尚未证实。

原子序	18
原子量	39.98
原子半径	1.54

制备方法

装有氩和汞蒸气的能霓虹灯

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%。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。

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。

主要用途

用途

氩气最主要的用处就是它的惰性，可以保护一些容易与周围物质发生反应的东西。虽然其他的惰性气体也有这些特性，但是氩气在空气中的含量最多，也是最容易取得，因此相对就比较便宜，具有经济效益。另外氩气便宜的原因还有它是制造液氧和液氮的副产品，而由于它们两个都是工业上重要的原料，生产很多，所以每年都有很多的液氩副产品。

氩可用来制所谓氩灯。氩灯里填充的是纯氩气。这种灯光度较弱，耗电量低，比信号灯便宜。

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。

在高温冶炼纯金属时，常用氩以防止氧化、氮化氢化等作用。在电弧焊接不锈钢、镁铝等时用作保护气体。由于它不易导热，也可用于充气灯泡。

可用于灭火，用氩气灭火的好处是几乎不会破坏任何火场的物品，通常使在火场有特殊仪器时才使用，

是用于感应耦合等离子的气体之一，保护成长中的硅晶体和锗晶体，这晶体主要用于半导体学。

在博物馆里，会在一些重要文物的玻璃专柜里填充氩气，避免氧化。

在酿酒的过程中，啤酒桶里的填充物，它可以把氧气置换，以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。

在药学里，氩可以用于保护一些静脉内的治疗的药物，举个例子，像是对乙酰氨基酚。一样的，这也是防止药物受到氧气的破坏。

用于冷却AIM-9响尾蛇导弹的追踪器，氩当时都是以高压储存，然后当释放气体后就可以带走一些热量。

为石墨电熔炉中的保护气体，以免它被氧化。

另外氩气的低传热率也是它的特性之一，像它可以作为隔热窗户中两层玻璃之间的填充物。因为它的低传热率和惰性，氩气在水肺潜水可以用来作为膨胀潜水衣的气体。氩气还可以在水肺中代替氮气（吸收纯氧对身体不好，因此水肺中要添加其他气体），因为氮气在高压下会溶进血液里而造成氮麻醉，氩气则可以减轻这种症状。

使用特定的方法可以使氩气离子化并且发光，这种功能可用于等离子灯和粒子物理学中的能量器。以氩作成的氩雷射会发出蓝光，它在医学外科中可用于连接动脉、去除肿瘤和治疗眼睛的缺陷等。氩气还可以用于溅镀。另外氩-39有269年的半衰期，可以用于测定地下水和冰层的年龄，而钾-氩年代测定法适用钾-40衰变成氩-40的过程来用于测定火成岩的年龄。