누군가 지구 대기에서 가장 풍부한 세 가지 가스의 이름을 물어 보면 산소, 이산화탄소 및 질소를 순서대로 선택할 수 있습니다. 그렇다면, 당신이 옳을 것입니다 – 대부분. 질소 (N) 뒤에 있다는 것은 잘 알려지지 않은 사실입니다.2) 및 산소 (O2)에서 세 번째로 풍부한 가스는 고귀한 가스 아르곤으로 대기의 보이지 않는 구성의 1 % 미만을 차지합니다.
6 개의 고귀한 기체는 화학적 인 관점에서 볼 때 이러한 원소가 무관심하다는 사실에서 그 이름을 따 왔습니다. 거만함: 다른 원소와 반응하지 않기 때문에 다른 원자와 결합하여 더 복잡한 형태를 형성하지 않습니다. 화합물. 그러나 산업에서 그것들을 쓸모 없게 만드는 것이 아니라 자신의 원자력 사업을 염두에 두는 경향이 이러한 가스 중 일부를 특정 목적에 편리하게 만드는 것입니다. 예를 들어 아르곤의 다섯 가지 주요 용도에는 네온 불빛에 아르곤의 배치, 나이를 결정하는 데 도움이되는 기능이 있습니다. 매우 오래된 물질, 금속 제조에서 절연체로 사용, 용접 가스 역할 및 3D에서 사용 인쇄.
희가스 기초
6 개의 희가스 (헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논 및 라돈)는 원소 주기율표의 맨 오른쪽 열을 차지합니다. (화학 원소의 모든 검사에는 주기율표가 첨부되어야합니다. 대화식 예제를 보려면 리소스를 참조하십시오.) 이것의 실제 의미는 고귀한 가스가 공유 할 수있는 전자가 없다는 것입니다. 정확히 올바른 수의 조각을 포함하는 퍼즐 상자처럼 아르곤과 그 다섯 사촌에는 아 원자가 없습니다. 다른 요소의 기부로 수정해야하는 부족, 그리고 기부 할 여분이 없습니다. 회전. 이러한 비활성 기체의 비 반응성에 대한 공식 용어는 "불활성"입니다.
완성 된 퍼즐처럼 희가스는 화학적으로 매우 안정적입니다. 이것은 다른 원소에 비해 에너지 빔을 사용하여 희가스에서 가장 바깥 쪽의 전자를 노크하는 것이 어렵다는 것을 의미합니다. 이것은이 원소들 – 상온에서 기체로 존재하는 유일한 원소이고 나머지는 모두 액체 또는 고체 임 – 높은 이온화 에너지를 가지고 있음을 의미합니다.
하나의 양성자와 하나의 중성자를 가진 헬륨은 양성자를 포함하는 수소 다음으로 우주에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 거대하고 진행중인 핵융합 반응은 별이 매우 밝은 물체가되도록 수많은 수소 원자가 충돌하여 수십억의 기간 동안 헬륨 원자를 형성합니다. 연령.
전기 에너지가 희가스를 통과하면 빛이 방출됩니다. 이것은 네온 사인의 기초이며, 귀금속을 사용하여 만든 디스플레이의 총칭입니다.
아르곤의 속성
아르곤 (Argon)은 주기율표에서 18 번 원소로 헬륨 (원자 번호 2)과 네온 (10 번) 뒤에있는 6 개의 고귀한 기체 중 세 번째로 가볍습니다. 자극을받지 않는 한 화학적, 물리적 레이더 아래로 날아가는 원소에 적합하기 때문에 무색, 무취, 무미입니다. 가장 안정적인 구성에서 분자량은 몰당 39.7g (달톤이라고도 함)입니다. 대부분의 원소는 같은 원소의 숫자가 다른 버전 인 동위 원소로 들어온다는 것을 다른 독서에서 기억할 수 있습니다. 중성자의 수와 다른 질량 (양성자의 수는 변하지 않습니다. 그렇지 않으면 원소 자체의 정체가 변화). 이것은 아르곤의 주요 용도 중 하나에 중요한 의미를 가지고 있습니다.
아르곤의 사용
네온 불빛: 설명했듯이 희가스는 네온 불빛을 만드는 데 유용합니다. 네온 및 크립톤과 함께 아르곤이 이러한 목적으로 사용됩니다. 전기가 아르곤 가스를 통과 할 때, 그것은 일시적으로 가장 바깥 쪽의 궤도를 선회하는 전자를 자극하여 더 높은 "쉘"또는 에너지 레벨로 잠깐 점프하게합니다. 그런 다음 전자가 익숙한 에너지 수준으로 돌아 오면 질량없는 빛 패킷 인 광자를 방출합니다.
방사성 동위 원소 연대 측정 : 아르곤은 주기율표에서 원소 번호 19 인 칼륨 또는 K와 함께 사용하여 최대 40 억년 된 물체의 연대를 측정 할 수 있습니다. 프로세스는 다음과 같이 작동합니다.
칼륨은 일반적으로 19 개의 양성자와 21 개의 중성자를 가지고있어 아르곤과 거의 동일한 원자 질량 (40 개 미만)을 제공하지만 양성자와 중성자의 구성이 다릅니다. 베타 입자로 알려진 방사성 입자가 칼륨과 충돌하면 다음 중 하나를 변환 할 수 있습니다. 칼륨 핵의 양성자는 중성자로 원자 자체를 아르곤 (18 양성자, 22 중성자). 이것은 시간이 지남에 따라 예측 가능하고 고정 된 속도로 매우 느리게 발생합니다. 따라서 과학자들이 화산암 샘플을 조사하면 샘플에서 아르곤과 칼륨의 비율을 비교할 수 있습니다. (시간이 지남에 따라 점진적으로 증가 함) "새로운"샘플에 존재하는 비율로, 암석의 나이를 결정합니다. 이다.
이것은 방사능 붕괴 방법을 사용하여 오래된 물체의 연대를 지정하는 것을 일반적으로 잘못 사용하는 용어 인 "탄소 연대 측정"과는 다릅니다. 특정 유형의 방사성 동위 원소 연대 측정 인 탄소 연대 측정은 수천 년 정도 된 것으로 알려진 물체에만 유용합니다.
용접시 실드 가스 : 아르곤은 특수 합금의 용접은 물론 자동차 프레임, 머플러 및 기타 자동차 부품의 용접에도 사용됩니다. 용접되는 금속 근처에서 떠 다니는 가스 및 금속과 반응하지 않기 때문에 차폐 가스라고합니다. 그것은 단지 공간을 차지하고 질소 및 산소와 같은 반응성 가스로 인해 근처에서 다른 원치 않는 반응이 발생하는 것을 방지합니다.
열처리 : 불활성 가스로서 아르곤을 사용하여 열처리 공정에 산소 및 질소가없는 설정을 제공 할 수 있습니다.
3D 프린팅 : 아르곤은 급성장하는 3 차원 인쇄 분야에서 사용되고 있습니다. 프린팅 재료를 빠르게 가열하고 냉각하는 동안 가스는 금속의 산화 및 기타 반응을 방지하고 스트레스 영향을 제한 할 수 있습니다. 아르곤을 다른 가스와 혼합하여 필요에 따라 특수 혼합물을 만들 수도 있습니다.
금속 생산 : 용접에서의 역할과 유사하게 아르곤은 산화 (녹)를 방지하고 일산화탄소와 같은 불필요한 가스를 대체하기 때문에 다른 공정을 통해 금속 합성에 사용할 수 있습니다.
아르곤의 위험
아르곤이 화학적으로 불활성이라는 것은 불행히도 잠재적 인 건강 위험이 없음을 의미하지는 않습니다. 아르곤 가스는 접촉시 피부와 눈을 자극 할 수 있으며 액체 형태로 동상을 유발할 수 있습니다. 아르곤 오일은 상대적으로 거의 사용하지 않으며 화장품의 일반적인 성분 인 "아르간 오일"은 거의 동일하지 않습니다. 아르곤). 밀폐 된 환경에서 공기 중 높은 수준의 아르곤 가스는 산소를 대체 할 수 있으며 아르곤이 얼마나 존재하는지에 따라 경증에서 중증에 이르는 호흡기 문제를 유발할 수 있습니다. 이로 인해 두통, 현기증, 혼란, 약점 및 떨림을 포함한 질식 증상이 나타나고, 가장 극단적 인 경우에는 혼수 상태와 심지어 사망까지도 발생합니다.
알려진 피부 나 눈에 노출 된 경우 따뜻한 물로 헹구고 씻어내는 것이 선호되는 치료법입니다. 아르곤을 흡입했을 때, 마스크를 통한 산소 공급을 포함한 표준 호흡 지원은 혈중 산소 수치를 정상으로 되돌려 야 할 수 있습니다. 영향을받은 사람을 아르곤이 풍부한 환경에서 벗어나게하는 것도 물론 필요합니다.