आर्गन: इतिहास, संरचना, गुण, उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

आर्गन आवर्त सारणी की नोबल गैसों में से एक है और पृथ्वी के 1% के बारे में गठन के माहौल। यह रासायनिक प्रतीक अर द्वारा दर्शाया गया है, एक तत्व जो पृथ्वी पर सबसे प्रचुर आइसोटोप के लिए 40 के बराबर परमाणु द्रव्यमान है (^40%); अन्य आइसोटोप ³⁶ Ar (ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में), ³⁸ Ar और रेडियो आइसोटोप ³⁹ Ar हैं।

इसका नाम ग्रीक शब्द 'आर्गोस' से लिया गया है, जिसका अर्थ निष्क्रिय, धीमा या निष्क्रिय है, क्योंकि इसने हवा के औसत दर्जे का अंश बनाया जो प्रतिक्रिया नहीं करता था। नाइट्रोजन और आक्सीजन एक दूसरे के साथ एक विद्युतीय चिंगारी की गर्मी से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे नाइट्रोजन ऑक्साइड बनता है; NaOH के मूल समाधान के साथ कार्बन डाइऑक्साइड; लेकिन कुछ भी नहीं है।

आयनित आर्गन परमाणुओं की एक बैंगनी चमक निर्वहन विशेषता। स्रोत: विकीगियान

आर्गन एक रंगहीन गैस है जिसमें कोई गंध या स्वाद नहीं होता है। यह उन कुछ गैसों में से एक है जो संघनित होने पर रंग में परिवर्तन नहीं दिखाती है, इसलिए इसका गैस जैसा रंगहीन तरल होना; ऐसा ही इसके क्रिस्टलीय ठोस के साथ भी होता है।

इसकी मुख्य विशेषताओं में से एक वायलेट प्रकाश का उत्सर्जन है जब एक इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज ट्यूब (ऊपरी छवि) के अंदर गरम किया जाता है।

हालांकि यह एक अक्रिय गैस है (हालांकि विशेष परिस्थितियों में नहीं), और इसमें जैविक गतिविधि का भी अभाव है, यह हवा में घुटन पैदा करने वाली ऑक्सीजन को विस्थापित कर सकता है। कुछ आग बुझाने वाले वास्तव में इसका उपयोग करने के लिए ऑक्सीजन से वंचित करके लपटों को शांत करने के लिए अपने लाभ के लिए उपयोग करते हैं।

इसकी रासायनिक जड़ता प्रतिक्रियाओं के लिए एक वातावरण के रूप में इसके आवेदन का पक्षधर है, जिसकी प्रजातियां ऑक्सीजन, जल वाष्प और नाइट्रोजन के लिए अतिसंवेदनशील हैं। यह धातु, मिश्र धातु या अर्धचालक का भंडारण और निर्माण का एक साधन भी प्रदान करता है।

इसकी खोज का इतिहास

1785 में, हेनरी कैवेंडिश ने हवा में नाइट्रोजन की जांच की, जिसे "फ़ोलिज़िस्टिक एयर" कहा गया, यह निष्कर्ष निकाला कि नाइट्रोजन का एक हिस्सा एक अक्रिय घटक हो सकता है।

एक सदी से भी अधिक समय के बाद, 1894 में, ब्रिटिश वैज्ञानिकों लॉर्ड रेले और सर विलियम रैमसे ने पाया कि वायुमंडलीय हवा से ऑक्सीजन निकालने के लिए तैयार नाइट्रोजन कुछ यौगिकों से प्राप्त नाइट्रोजन से 0.5% अधिक भारी था; उदाहरण के लिए अमोनिया।

शोधकर्ताओं ने नाइट्रोजन के साथ मिश्रित वायुमंडलीय हवा में एक और गैस की उपस्थिति पर संदेह किया। बाद में यह सत्यापित किया गया कि वायुमंडलीय हवा से नाइट्रोजन के उन्मूलन के बाद शेष गैस, एक अक्रिय गैस थी जिसे अब आर्गन के रूप में जाना जाता है।

यह पृथ्वी पर पृथक की गई पहली अक्रिय गैस थी; इसलिए इसका नाम, चूंकि आर्गन का अर्थ है आलसी, निष्क्रिय। हालाँकि, 1868 की शुरुआत में स्पेक्ट्रोस्कोपिक अध्ययन द्वारा सूर्य में हीलियम की उपस्थिति का पता लगाया गया था।

एफ। न्यूल और डब्ल्यूएन हार्टले ने 1882 में, उत्सर्जन लाइनों का अवलोकन किया, संभवतः आर्गन के अनुरूप, जो अन्य ज्ञात तत्वों के अनुरूप नहीं थे।

आर्गन की संरचना

आर्गन एक नेक गैस है, और फलस्वरूप इसके अंतिम ऊर्जा स्तर के ऑर्बिटल्स पूरी तरह से भरे हुए हैं; अर्थात्, इसकी वैलेंस शेल में आठ इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि, हालांकि, नाभिक द्वारा लगाए गए आकर्षण की बढ़ती ताकत का मुकाबला नहीं करती है; और इसलिए, इसके परमाणु प्रत्येक अवधि के सबसे छोटे हैं।

कहा जाता है कि, आर्गन परमाणुओं को अत्यधिक संकुचित इलेक्ट्रॉन बादलों के साथ "मार्बल्स" के रूप में देखा जा सकता है। इलेक्ट्रॉन सभी भरे हुए ऑर्बिटल्स के माध्यम से एकरूपता से चलते हैं, जिससे ध्रुवीकरण की संभावना कम होती है; अर्थात्, एक सापेक्ष इलेक्ट्रॉन की कमी वाला क्षेत्र उत्पन्न होता है।

इस वजह से, लंदन बिखरने वाली ताकतें आर्गन के लिए विशेष रूप से सच हैं, और ध्रुवीकरण केवल तभी लाभान्वित होगा जब परमाणु त्रिज्या और / या परमाणु द्रव्यमान बढ़ता है। यही कारण है कि आर्गन एक गैस है जो -186.C पर संघनित होती है।

गैस के गोले से, यह देखा जाएगा कि इसके परमाणु या पत्थर किसी भी प्रकार के अर-अर सहसंयोजक बंधों की अनुपस्थिति में मुश्किल से एक साथ रह सकते हैं। हालांकि, यह नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है कि इस तरह के पत्थर अन्य एपोलर अणुओं के साथ अच्छी तरह से बातचीत कर सकते हैं; उदाहरण के लिए, CO ₂, N ₂, Ne, CH ₄, ये सभी हवा की संरचना में मौजूद हैं।

क्रिस्टल

आर्गन परमाणुओं का तापमान 1818 डिग्री सेल्सियस के आसपास गिरना शुरू हो जाता है; तब संक्षेपण होता है। अब इंटरमॉलिक्युलर बल अधिक प्रभावी हो जाते हैं, क्योंकि परमाणुओं के बीच की दूरी छोटी होती है, और यह कुछ तात्कालिक डिपोल या ध्रुवीकरण होने में समय देता है।

यह तरल आर्गन गन्दा है और यह अज्ञात है कि वास्तव में इसके परमाणुओं को कैसे व्यवस्थित किया जा सकता है।

जैसे-जैसे तापमान और अधिक गिरता है, -189 temperatureC (सिर्फ तीन डिग्री कम), आर्गन रंगहीन बर्फ (कम छवि) में क्रिस्टलीकृत होने लगता है। शायद थर्मोडायनामिकली बर्फ आर्गन बर्फ की तुलना में अधिक स्थिर है।

आर्गन बर्फ पिघलना। स्रोत: कोई मशीन-पठनीय लेखक प्रदान नहीं किया गया। Deglr6328 ~ commonswiki ग्रहण किया (कॉपीराइट दावों के आधार पर)।

इस बर्फ या आर्गन क्रिस्टल में, इसके परमाणु एक आदेशित चेहरा केंद्रित घन (एफसीसी) संरचना को अपनाते हैं। इन तापमानों पर उनकी कमजोर अंतःक्रियाओं का प्रभाव होता है। इस संरचना के अलावा, यह हेक्सागोनल, अधिक कॉम्पैक्ट क्रिस्टल भी बना सकता है।

हेगॉन क्रिस्टल क्रिस्टल का इष्ट होता है जब आर्गन ओ ₂, एन ₂ और सीओ की छोटी मात्रा की उपस्थिति में क्रिस्टलीकृत होता है । विकृत होने पर वे चेहरे पर केंद्रित क्यूबिक चरण में संक्रमण करते हैं, ठोस आर्गन के लिए सबसे स्थिर संरचना।

इलेक्ट्रोनिक विन्यास

आर्गन के लिए इलेक्ट्रॉन विन्यास है:

3s ² 3p ⁶

जो सभी समस्थानिकों के लिए समान है। ध्यान दें कि इसकी वैलेंस ऑक्टेट पूर्ण है: 3 एस ऑर्बिटल में 2 इलेक्ट्रॉन, और 3 पी ऑर्बिटल में 6, सभी में 8 इलेक्ट्रॉन तक जोड़ते हैं।

सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक रूप से, आर्गन अपने 3 डी ऑर्बिटल्स का उपयोग सहसंयोजक बांड बनाने के लिए कर सकता है; लेकिन यह इसे "बल" करने के लिए उच्च दबाव लेता है।

गुण

भौतिक वर्णन

यह एक बेरंग गैस है जो एक विद्युत क्षेत्र के संपर्क में आने पर एक लाइलैक-वायलेट चमक प्राप्त करती है।

परमाण्विक भार

39.79 ग्राम / मोल

परमाणु क्रमांक

18

गलनांक

83.81 K (-189.34 -C, -308.81 -F)

क्वथनांक

87,302 K (-185,848 -C, -302,526 -F)

देव

1,784 ग्राम / एल

वाष्प - घनत्व

१.३ air (वायु के सापेक्ष १)।

पानी में गैस घुलनशीलता

33.6 सेमी ³ / किग्रा। यदि आर्गन बहुत ठंडे द्रवीभूत गैस के रूप में पानी के संपर्क में आता है, तो हिंसक उबाल आता है।

जैविक तरल पदार्थों में घुलनशीलता

घुलनशील।

फ्यूजन की गर्मी

1.18 केजे / मोल

वाष्पीकरण का ताप

8.53 केजे / मोल

ऑक्टेनॉल / जल विभाजन गुणांक

लॉग पी = 0.94

आयनीकरण ऊर्जा

पहला स्तर: 1,520.6 kJ / मोल

दूसरा स्तर: 2,665.8 kJ / मोल

तीसरा स्तर: 3,931 केजे / मोल

यही है, गैस चरण में अर ⁺ और आर ^{3+ के} बीच के पिंजरों को प्राप्त करने के लिए आवश्यक ऊर्जा ।

जेट

आर्गन एक महान गैस है, और इसलिए इसकी प्रतिक्रिया लगभग शून्य है। 7.5 K के तापमान पर आर्गन के एक ठोस मैट्रिक्स में हाइड्रोजन फ्लोराइड का फोटोलिसिस (पूर्ण शून्य के करीब) आर्गन फ्लोरोहाइड्राइड, HArF पैदा करता है।

इसे बीटा-हाइड्रोक्विनोन के साथ एक स्थिर वर्ग का उत्पादन करने के लिए कुछ तत्वों के साथ जोड़ा जा सकता है। इसके अलावा, यह ओ, एफ, और सीएल जैसे उच्च विद्युत चुम्बकीय तत्वों के साथ यौगिक बना सकता है।

अनुप्रयोग

आर्गन के अधिकांश अनुप्रयोग इस तथ्य पर आधारित हैं कि एक अक्रिय गैस होने के नाते, इसका उपयोग औद्योगिक गतिविधियों के एक सेट को विकसित करने के लिए एक वातावरण स्थापित करने के लिए किया जा सकता है।

औद्योगिक

-ऑर्गन का उपयोग धातुओं की चाप वेल्डिंग के लिए एक वातावरण बनाने के लिए किया जाता है, जिससे हानिकारक क्रिया से बचा जाता है जो ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की उपस्थिति पैदा कर सकता है। यह टाइटेनियम और जिरकोनियम जैसी धातुओं के शोधन में एक कवरिंग एजेंट के रूप में भी उपयोग किया जाता है।

-आकाशीय प्रकाश बल्ब आमतौर पर आर्गन से भरे होते हैं, ताकि उनके तंतुओं की रक्षा की जा सके और उनके उपयोगी जीवन का विस्तार किया जा सके। इसका उपयोग नियॉन के समान फ्लोरोसेंट ट्यूबों में भी किया जाता है; लेकिन, वे एक नीले-बैंगनी प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं।

-इसका उपयोग स्टेनलेस स्टील की डिकार्बेराइजेशन प्रक्रिया और एरोसोल में एक प्रणोदक गैस के रूप में किया जाता है।

-यह आयनीकरण कक्षों और कण काउंटरों में उपयोग किया जाता है।

अर्धचालक के डोपिंग के लिए विभिन्न तत्वों के उपयोग में भी।

-यह इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन और जर्मेनियम क्रिस्टल के विकास के लिए एक वातावरण बनाने की अनुमति देता है।

-कुछ खिड़कियों के कांच की चादरों के बीच इंसुलेटर के रूप में कम तापीय चालकता का उपयोग करना फायदेमंद होता है।

-यह पैकेजिंग के अधीन खाद्य और अन्य सामग्रियों को संरक्षित करने के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह उन्हें ऑक्सीजन और आर्द्रता से बचाता है जो पैकेजिंग की सामग्री पर हानिकारक प्रभाव डाल सकते हैं।

डॉक्टरों

-आर्गन का उपयोग क्रायोसर्जरी में कैंसर के ऊतकों को हटाने के लिए किया जाता है। इस मामले में, आर्गन क्रायोजेनिक तरल की तरह व्यवहार करता है।

-यह चिकित्सा लेजर उपकरणों में विभिन्न नेत्र दोषों को ठीक करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे: रक्त वाहिकाओं में रक्तस्राव, रेटिना टुकड़ी, ग्लूकोमा, और मैक्युला का अध: पतन।

प्रयोगशाला के उपकरण में

-रगोन रेडियोधर्मिता काउंटरों में हीलियम और नियोन के साथ मिश्रण में एर्गन का उपयोग किया जाता है।

-इसका उपयोग गैस क्रोमैटोग्राफी में स्ट्रिपिंग गैस के रूप में किया जाता है।

सामग्री है कि इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग के अधीन नमूने को कवर किया है।

यह कहा स्थित है?

आर्गन वायुमंडलीय हवा के हिस्से के रूप में पाया जाता है, जो वायुमंडलीय द्रव्यमान का लगभग 1% है। इस गैस के इन्सुलेशन के लिए वातावरण मुख्य औद्योगिक स्रोत है। इसे क्रायोजेनिक फ्रैक्शनल डिस्टिलेशन प्रक्रिया द्वारा अलग किया जाता है।

दूसरी ओर, कॉस्मॉस में सितारे सिलिकॉन के परमाणु संलयन के दौरान भारी मात्रा में आर्गन उत्पन्न करते हैं। यह शुक्र और मंगल जैसे अन्य ग्रहों के वायुमंडल में भी स्थित हो सकता है।

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