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 昵稱(chēng)36393204 2017-04-22

氬曾經(jīng)在1785年由亨利·卡文迪什制備出來(lái),但卻沒(méi)發(fā)現(xiàn)這是一種新的元素;直到1894年,約翰·威廉·斯特拉斯和蘇格蘭的化學(xué)家威廉·拉姆齊才通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定氬是一種新元素。他們主要是先從空氣樣本中去除氧、二氧化碳、水汽等后得到的氮?dú)馀c從氨分解出的氮?dú)獗容^,結(jié)果發(fā)現(xiàn)從氨里分解出的氮?dú)獗葟目諝庵械玫降牡獨(dú)廨p1.5%。雖然這個(gè)差異很小,但是已經(jīng)大到誤差的范圍之外。所以他們認(rèn)為空氣中應(yīng)該含以一種不為人知的新氣體,而那個(gè)新氣體就是氬氣。

另外1882年H.F.紐厄爾和W.N.哈特萊從兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)空氣的顏色光譜時(shí),發(fā)現(xiàn)光譜中存在已知元素光譜無(wú)法解釋的譜線,但并沒(méi)有意識(shí)到那就是氬氣。由于在自然界中含量很多,氬是目前最早發(fā)現(xiàn)的稀有氣體,它的符號(hào)為Ar(在1957年以前,它的符號(hào)為A)。

氬的發(fā)現(xiàn)解釋了為什么氮從空氣中提取的密度不同于分解氨獲取的。

Ramsay在空氣中提取的氬中移除了所有氮,由其和熱的鎂反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,形成固態(tài)的氮化鎂。他之后得到了一種不發(fā)生反應(yīng)的氣體,當(dāng)他檢查其光譜后,他看到了一組新的紅色和綠色的線,從而確認(rèn)了這是一種新的元素。

19世紀(jì)末期,英國(guó)物理學(xué)家瑞利勛爵發(fā)現(xiàn)利用空氣除雜制得的氮?dú)夂蛷陌敝频玫牡獨(dú)獾拿芏扔写蠹s是千分之一的差別。他在當(dāng)時(shí)很有名望的英國(guó)《自然》雜志上發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn),并請(qǐng)大家?guī)退治銎渲械脑颉?a target="_blank" >倫敦大學(xué)化學(xué)教授萊姆塞推斷空氣中的氮?dú)饫锟赡芎幸环N較重的未知?dú)怏w。他們兩人又各自做了大量的實(shí)驗(yàn),終于發(fā)現(xiàn)了在空氣中還存在一種密度幾乎是氮?dú)饷芏纫槐栋氲奈粗獨(dú)怏w。

1894年8月13日,英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)在牛津開(kāi)會(huì),瑞利作報(bào)告,根據(jù)馬丹主席的建議,把新的氣體叫做argon(希臘文意思就是“不工作”、“懶惰”)。元素符號(hào)Ar。當(dāng)然,當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的氬,實(shí)際上是氬和其他惰性氣體的混合氣體,正是因?yàn)闅逶诳諝庵写嬖诘亩栊詺怏w的含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),所以它作為惰性氣體的代表被發(fā)現(xiàn)。氬的發(fā)現(xiàn)是從千分之一微小的差別開(kāi)始的,是從小數(shù)點(diǎn)右邊第三位數(shù)字的差別引起的,不少化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn),許多科學(xué)技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造,都是從這種微小的差別開(kāi)始的。[1]

氬氣最主要的用處就是它的惰性,可以保護(hù)一些容易與周?chē)镔|(zhì)發(fā)生反應(yīng)的東西。雖然其他的惰性氣體也有這些特性,但是氬氣在空氣中的含量最多,也是最容易取得,因此相對(duì)就比較便宜,具有經(jīng)濟(jì)效益。另外氬氣便宜的原因還有它是制造液氧和液氮的副產(chǎn)品,而由于它們兩個(gè)都是工業(yè)上重要的原料,生產(chǎn)很多,所以每年都有很多的液氬副產(chǎn)品。

氬可用來(lái)制所謂氬燈。氬燈里填充的是純氬氣。這種燈光度較弱,耗電量低,比信號(hào)燈便宜。

氬氣常被注入燈泡內(nèi),因?yàn)闅寮词乖诟邷叵乱膊粫?huì)與燈絲發(fā)生化學(xué)作用,從而延長(zhǎng)燈絲的壽命。在不銹鋼、錳、鋁、鈦和其它特種金屬電弧焊接時(shí)、鋼鐵生產(chǎn)時(shí),氬也用作保護(hù)氣體。

在高溫冶煉純金屬時(shí),常用氬以防止氧化、氮化氫化等作用。在電弧焊接不銹鋼、鎂鋁等時(shí)用作保護(hù)氣體。由于它不易導(dǎo)熱,也可用于充氣燈泡。

可用于滅火,用氬氣滅火的好處是幾乎不會(huì)破壞任何火場(chǎng)的物品,通常使在火場(chǎng)有特殊儀器時(shí)才使用,

是用于感應(yīng)耦合等離子的氣體之一,保護(hù)成長(zhǎng)中的硅晶體和鍺晶體,這晶體主要用于半導(dǎo)體學(xué)。

在博物館里,會(huì)在一些重要文物的玻璃專(zhuān)柜里填充氬氣,避免氧化。

在釀酒的過(guò)程中,啤酒桶里的填充物,它可以把氧氣置換,以避免啤酒桶里的原料被氧化成乙酸。

在藥學(xué)里,氬可以用于保護(hù)一些靜脈內(nèi)的治療的藥物,舉個(gè)例子,像是對(duì)乙酰氨基酚。一樣的,這也是防止藥物受到氧氣的破壞。

用于冷卻AIM-9響尾蛇導(dǎo)彈追蹤器,氬當(dāng)時(shí)都是以高壓儲(chǔ)存,然后當(dāng)釋放氣體后就可以帶走一些熱量。

石墨電熔爐中的保護(hù)氣體,以免它被氧化。

另外氬氣的低傳熱率也是它的特性之一,像它可以作為隔熱窗戶中兩層玻璃之間的填充物。因?yàn)樗牡蛡鳠崧屎投栊?,氬氣?a target="_blank" >水肺潛水可以用來(lái)作為膨脹潛水衣的氣體。氬氣還可以在水肺中代替氮?dú)猓ㄎ占冄鯇?duì)身體不好,因此水肺中要添加其他氣體),因?yàn)榈獨(dú)庠诟邏合聲?huì)溶進(jìn)血液里而造成氮麻醉,氬氣則可以減輕這種癥狀。

使用特定的方法可以使氬氣離子化并且發(fā)光,這種功能可用于等離子燈粒子物理學(xué)中的能量器。以氬作成的氬雷射會(huì)發(fā)出藍(lán)光,它在醫(yī)學(xué)外科中可用于連接動(dòng)脈、去除腫瘤和治療眼睛的缺陷等。氬氣還可以用于濺鍍。另外氬-39有269年的半衰期,可以用于測(cè)定地下水和冰層的年齡,而鉀-氬年代測(cè)定法適用鉀-40衰變成氬-40的過(guò)程來(lái)用于測(cè)定火成巖的年齡。

氬在通常條件下位無(wú)色、無(wú)味氣體。有24種同位素,氬40、氬36、氬38是穩(wěn)定的,其中氬40占99.6%。

氬通電之后發(fā)出紅紫色的光。

熔點(diǎn)-189.2°C
沸點(diǎn)-185,7°,C
氣體密度1,784g/L
水中溶解度33,6cm3/L
在大氣中的含量0,934%

化學(xué)元素周期表零族(類(lèi))主族元素,符號(hào)Ar或A,原子序數(shù)18?;瘜W(xué)性質(zhì)極不活躍,一般不生成化合物,但可與水、氫醌等形成籠狀化合物。

氬的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定,一般不與其它元素化合。

至今僅在極端條件下制得唯一的氬化合物氟氬化氫(HArF)。這個(gè)氟、氫和氬的化合物在-265°C才能保持穩(wěn)定。此外,氬還可以作為客體分子,與水形成包合物。除了以上基態(tài)的物質(zhì)外,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含氬的離子和激發(fā)態(tài)配合物(像ArH和ArF),而根據(jù)理論計(jì)算顯示氬應(yīng)該可以形成在室溫下穩(wěn)定的化合物,雖然還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們存在的線索。

此外,2003年時(shí)有媒體報(bào)道ArF的存在,但尚未證實(shí)。

原子序18
原子量39.98
原子半徑1.54

氬在地球大氣中的含量以體積計(jì)算為0。934%,而以質(zhì)量計(jì)算為1.29%。工業(yè)用的氬大多就直接從空氣中提取。主要是用分餾法提取。而在火星的大氣中,氬-40以體積計(jì)算的話占有1.6%,而氬-36的濃度為5ppm;另外1973年水手號(hào)計(jì)劃的太空探測(cè)器飛過(guò)水星時(shí),發(fā)現(xiàn)它稀薄的大氣中占有70%氬氣,科學(xué)家相信這些氬氣是從水星巖石本身的放射性同位素衰變而成的??ㄎ髂?惠更斯號(hào)在土星最大的衛(wèi)星,也就是泰坦上,也發(fā)現(xiàn)少量的氬。

可從空氣分餾塔抽出含氬的餾分經(jīng)氬塔制成粗氬,再經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)和物理吸附方法分出純氬。[2]

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