原子序数 18 · 稀有气体
氩 Ar
别名: Argon
氩是一种无色无味的稀有气体,几乎占地球大气的1%,是我们周围最常见的稀有气体,远超其他同族成员。它价格低廉且化学惰性,在焊接和炼钢时保护高温金属,还被充入灯泡和隔热窗中。
主要性质
| 原子序数 | 18 |
|---|---|
| 原子量 | 39.95 (CIAAW 2024 简化标准原子量) |
| 分类 | 稀有气体 |
| 族 | 18 |
| 周期 | 3 |
| 区 | p |
| 物态(25 °C,1 atm) | 气态 |
| 熔点 | 83.8 K (-189.3 °C) |
| 沸点 | 87.3 K (-185.8 °C) |
| 密度 | 0.0017837 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | — |
| 原子半径(范德华半径) | 188 pm |
| 第一电离能 | 15.76 eV |
| 电子亲和能 | — |
| 氧化态 | 0 |
| 发现 | 1894 |
电子排布
- 简写
- [Ne]3s2 3p6
- 完整
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
- 各电子层电子数
- 2 · 8 · 8
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
氩的最初线索出现在 1785年:亨利·卡文迪许向空气中加入额外的氧气,反复用电火花放电以除去其中的氮,结果总会剩下一个约占原体积1/120的小气泡。但这一现象的意义在一百多年里都无人注意。
1892年,物理学家 瑞利勋爵 发现,从空气中分离出的氮总比用化合物制得的氮重约0.5%。他与化学家 威廉·拉姆齐 合作,除去空气中的氮和氧,于 1894年 分离出一种新气体,其光谱与任何已知元素都不相符。这是人类发现的第一种稀有气体,它迫使化学家在周期表中增添了全新的一列。1904年,瑞利获得诺贝尔物理学奖,拉姆齐获得诺贝尔化学奖。
名称由来
名称来自希腊语 argos,意为“懒惰的”或“不活泼的”,因为发现者尝试的一切物质都无法与它反应。它的元素符号最初是 A,1957年改为 Ar。中文“氩”取“亚”字的读音。
主要用途
- 焊接与金属加工:在TIG焊和MIG焊中,氩气保护熔融金属不与氧和氮接触;它还用于不锈钢的精炼。
- 照明:白炽灯和荧光灯中充有氩气,用来保护灯丝或传导放电。
- 窗户:双层玻璃之间充入氩气可以改善隔热性能,因为它的导热性比空气差。
- 电子:氩气为生长硅晶体和溅射沉积薄膜提供惰性气氛。
- 保存:它能保护葡萄酒、食品和历史文献免受氧化。
同位素
氩有三种稳定同位素:氩-40(约占大气中氩的99.6%)、氩-36和氩-38。几乎所有的氩-40都是岩石中的钾-40在数十亿年间经放射性衰变产生的,所以地球上的氩几乎全是氩-40,而太阳中的氩则以氩-36为主。这种衰变是 钾-氩法和氩-氩法测年 的基础,用于测定火山岩以及人类化石周围地层的年代。放射性的氩-39半衰期约270年,用于测定地下水和冰的年龄。
日常生活中
你的每一次呼吸中都含有约0.93%的氩,是二氧化碳含量的二十多倍。正常吸入这些氩是无害的,但在密闭空间里,氩气泄漏可能在毫无气味警示的情况下排挤氧气,这是焊接车间里已知的危险。
大型液氩探测罐被用于寻找暗物质和研究中微子的粒子物理实验。
小知识
- 氩是地球大气中含量第三多的气体,仅次于氮和氧。
- 在常压下,液态氩只存在于约83.8 K到87.3 K之间的狭窄温度范围内。
- 2000年,芬兰化学家制得了第一种已知的氩化合物HArF,它只在极低温度下才稳定。
同族元素 (18)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。