物理

[元素周期表] 氩

氩 (Argon)

1. 基本信息

• 元素符号: Ar

• 原子序数: 38

• 原子量: 39.95

• 位置: 位于元素周期表第三周期，0族（第18族），是稀有气体家族的一员。

• 电子构型: [Ne] 3s² 3p⁶ 或 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

2. 原子结构

• 稳定的八电子层: 氩原子的最外层电子数为8（3s² 3p⁶），形成了非常稳定的八电子稳定结构。这是其化学惰性的根本原因。

• 同位素: 氩在自然界有三种稳定同位素：氩-40 (99.6%)、氩-36 (0.337%) 和氩-38 (0.063%)。其中，氩-40是地壳中放射性钾-40衰变的产物。

3. 物理性质

• 状态: 在标准条件下，是无色、无味、无臭的单原子气体。

• 密度: 密度约为1.784 g/L，比空气重（约为空气的1.4倍）。

• 熔点和沸点: 沸点为-185.8°C，熔点为-189.3°C。在稀有气体中，其熔沸点介于氖和氪之间。

• 导热性和导电性: 导热性和导电性都很差。

4. 化学性质

• 高度惰性: 氩是化学惰性最强的元素之一。

• 不反应性: 在常规条件下，不与其他元素形成化合物。它不燃烧，也不助燃。

• 原因: 其最外层电子层全满，能量极低，既不易失去电子，也不易得到电子，难以形成化学键。直到近年，在极端条件下才制得极不稳定的氩化合物（如氟氩化氢）。

5. 存在与制备

• 地球大气中的含量: 氩是地球大气中第三丰富的气体，体积分数高达 0.934% (9340 ppm)，远超二氧化碳和氖，是最常见的稀有气体。

• 来源: 大气中的氩-40主要来源于地壳中放射性同位素钾-40的衰变。

• 制备（分离）方法:

  • 空分法: 氩是空分装置（液化空气分离氧气和氮气）的主要副产物。通过精馏液态空气，利用各组分沸点的不同，可以分离并提纯出氩气。