氩(Argon)的化学符号是Ar,原子序数为18,位于周期表第18族,是一种稀有气体。它占大气体积0.934%(约9340 ppmv),是地球大气层第三多的气体。与水蒸气相比,其含量约为前者的两倍(平均4000 ppmv左右),而二氧化碳浓度仅为它的23倍,氖元素则为500倍以上。在地壳中,氩是最丰富的惰性元素之一,占比0.00015%。已知的氩同位素共有14种,从氩-33到氩-46不等。地球大气中的大部分氩元素来自钾-40衰变过程产生的氩-40。在宇宙中,最常见的同位素是氩-36,因为它主要由超新星核聚变产生。
发现历史1785年,亨利·卡文迪什怀疑稀有气体存在于大气中的一部分。1849年,在伦敦大学学院,约翰·斯特拉特(第三代瑞利男爵)和威廉·拉姆齐通过去除氧气、二氧化碳、水及氮的干净空气样本,首次成功分离出氩气。这一过程揭示了空气中存在不同于常规氮气的新气体,并且他们最终确认这是另一种未被发现的元素。
1882年,H. F. Newall与沃尔特·诺尔·赫特利在研究中偶然发现了氩气,由于新出现的光谱不对应当时已知的任何元素。直至1957年,氩的化学符号由“A”改为“Ar”。
来源氩是地球上第56最丰富的元素,在大气中的含量最高。唯一来源即为大气本身,其中氩占约0.934%。
应用当需要惰性气氛时使用氩气。它可以单独或与其他惰性气体混合用于充填电灯泡、荧光灯管、激光器等设备中。通过替换白炽灯泡中的氧气可防止细丝被腐蚀,同时它也用作焊接的非氧化性保护气体和钢的脱碳剂,在半导体晶体生长过程中提供惰性气氛。
制备氩气可通过液态空气分馏制得,是最常见的商业化方法之一。在该过程中,氩气会在固定温度下沸腾后被收集,并通过木炭进一步纯化以滤除氦及其他气体,从而大量产生高纯度的氩气。
健康影响虽然氩是无毒的,但它作为一种窒息性气体,吸入过量可能导致呼吸困难。储存和运输时需注意低温干燥环境及轻装轻卸原则,并且使用水作为灭火剂。
类别与特性总结了氩的基本信息及其应用和制备方法。需要注意的是,在储存与使用过程中要严格遵守安全规定以保障人员健康及设备安全。