最終更新日: 2025 年 4 月 12 日
アルゴン (Z=18): 大気の高貴な元素
アルゴンの重要な役割
L'アルゴン(記号 Ar、原子番号 18) は、地球の大気中に豊富に存在する希ガスです。これは体積で地球の大気の約 0.93% に相当します。不活性で安定しているため、いくつかの産業および科学用途で重要な役割を果たします。
アルゴンの産業応用への貢献
アルゴンは、溶接や半導体製造などの工業プロセスでシールドガスとして広く使用されています。反応性が低いため、これらのプロセス中に望ましくない反応を回避することが不可欠です。
発見の歴史
1894年: レイリー卿とウィリアム・ラムゼーによる最初の発見
アルゴンは 1894 年に英国の科学者レイリー卿とその同僚ウィリアム ラムゼーによって発見され、空気中から分離されました。この希ガスは、その不活性特性と通常の条件下での化学反応に対する耐性により特定されました。
1898年: アルゴンが希ガスであると特定
アルゴンは他の元素と実質的に反応しないため、大気中の他の元素とは異なる希ガスとして認識されています。
原子構造
憲法:アルゴン原子には 18 個の陽子、22 個の中性子、18 個の電子があり、電子配置は 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ です。
同位体:
- アルゴン-40 (¹⁴⁰Ar): 天然アルゴンの大部分を占める安定同位体。
- アルゴン-39 (¹³⁹Ar): 地質学的および考古学的年代測定に使用される放射性同位体。
物理的性質
- 単原子気体、無色、無臭、無味。
- モル質量: 39,948 g/mol
- 融点: -189.34 °C
- 沸点: -185.85 °C
- 密度: ~1,784 g/L (0°C、1 atm)
- 室温では不活性で、他のガスや元素と容易に相互作用しません。
化学反応性
- 室温での化学反応性が非常に低い希ガス。
- 常温では他の元素と反応しないため、安定性と慣性が優れています。
- 極端な条件下で化合物を形成します (たとえば、フッ素や酸素を使用しますが、これらの反応には特別な条件が必要です)。
産業および技術用途
- 金属の溶接や切断(アルゴン溶接)のシールドガスとして使用されます。
- 半導体およびフラットスクリーンの製造におけるシールドガス。
- 原子炉で冷却ガスとして使用されます。
- 特定の目の症状の治療におけるアルゴンレーザーの医療用に使用されます。
- 電球の寿命を延ばすために電球の充填ガスとして使用されます。
生物学的および生態学的役割
- 生物学的プロセスでは重要な役割を果たしません。
- 呼吸にはわずかに存在しますが、生化学反応には関与しません。
環境と産業の問題
- 慣性があり人間の呼吸をサポートできないため、密閉された空間では窒息の危険があります。
- 産業用途での使用が増加していますが、他のガスに比べて環境への直接的な影響はほとんどありません。