アルゴン

塩素 ← アルゴン → カリウム Ne ↑ Ar ↓ Kr 18Ar 周期表
外見
無色の気体。高圧電場下に置かれるとライラック (紫) 色の光を発する。 アルゴンのスペクトル線
一般特性
名称, 記号, 番号	アルゴン, Ar, 18
分類	希ガス
族, 周期, ブロック	18, 3, p
原子量	39.948(1) g·mol-1
電子配置	[Ne] 3s2 3p6
電子殻	2, 8, 8（画像）
物理特性
相	気体
密度	(0 °C, 101.325 kPa) 1.784 g/L
融点	83.80 K, −189.35 °C, −308.83 °F
沸点	87.30 K, −185.85 °C, −302.53 °F
三重点	83.8058 K (-189°C), 69 kPa
臨界点	150.87 K, 4.898 MPa
融解熱	1.18 kJ·mol-1
蒸発熱	6.43 kJ·mol-1
熱容量	(25 °C) 5R/2 = 20.786 J·mol-1·K-1
蒸気圧
圧力(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K)   47 53 61 71 87
原子特性
酸化数	0
電気陰性度	no data (ポーリングの値)
イオン化エネルギー (詳細)	第1： 1520.6 kJ·mol-1
	第2： 2665.8 kJ·mol-1
	第3： 3931 kJ·mol-1
共有結合半径	106±10 pm
ファンデルワールス半径	188 pm
その他
結晶構造	面心立方構造
磁性	反磁性
熱伝導率	(300 K) 17.72x10-3  W·m-1·K-1
音の伝わる速さ	(気体, 27 °C) 323 m/s
CAS登録番号	7440–37–1
最安定同位体
詳細はアルゴンの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP 36Ar 0.337% 中性子18個で安定 37Ar syn 35 d ε 0.813 37Cl 38Ar 0.063% 中性子20個で安定 39Ar trace 269 y β− 0.565 39K 40Ar 99.600% 中性子22個で安定 41Ar syn 109.34 min β− 2.49 41K 42Ar syn 32.9 y β− 0.600 42K

アルゴン (英: argon) は原子番号18の元素で、元素記号はArである。周期表において第18族元素 (希ガス) かつ第3周期元素に属す。アルゴンは地球大気中に3番目に多く含まれている気体で、その容量パーセント濃度は0.93 %であり、二酸化炭素 (0.039%) より多く存在している。地球上のアルゴンのほとんどは質量数40のもの (アルゴン40) であり、これは地殻中のカリウム40の崩壊により生成した。一方、宇宙においてはアルゴン36が最も多量に存在し、超新星爆発による元素合成によりつくられた。

"アルゴン"という名はギリシャ語で「怠惰な」「不活発な」を意味する αργον という単語に由来する。事実、アルゴンは化学反応をほとんど起こさない元素である。最外殻電子数が8でありオクテット則を満たしているので、アルゴンは安定でほかの元素と結合しにくい。三重点 は83.8058 Kであり、これは1990年国際温度目盛 (ITS-90) の定義定点に採用された。

特徴

凍結させたアルゴン

希ガスの一つ。常温、常圧で無色、無臭の気体。希ガスのため不活性である。比重は、1.65（-233 ℃ : 固体）、1.39（-186 ℃ : 液体）、空気に対する比重は、1.38。固体での安定構造は、面心立方構造 (FCC)。

空気中（地表）に 0.93% 含まれているのでアルゴンは空気を液化、分留して得ることができる（酸素の沸点が近いので、これとの分離が少々面倒）。

希ガスの中では最も空気中での存在比が大きく、乾燥空気を構成する物質では第2位の酸素の 20.93% についで第3位の 0.93% である。空気中のアルゴンの存在比が希ガス中最も大きいのは、自然界すなわち岩石中に存在していたカリウム 40 の一部（11%）が電子捕獲によってアルゴン 40となったためである。このため地球および火星など岩石惑星大気中ではアルゴン 40の同位体比が圧倒的に大きいのに対し、太陽大気中ではアルゴン 36の同位体が大部分を占める。第4位は二酸化炭素だが、2008年現在得られる資料では 0.038% であり3位との差は大きい。

用途

• アルゴンは、水銀灯、蛍光灯、電球、真空管等の封入ガス、アルゴンレーザー、アーク溶接時の保護ガス、チタン精練、チタン入りろう材による加工、食品の酸化防止のための充填ガスなどに利用される。
• 分析化学の分野ではICP（誘導結合プラズマ）のプラズマ用ガスや、ガスクロマトグラフィーを行う際の移動相として利用する。
• テクニカルダイビングにおいて、ドライスーツ用ガスや混合ガスとして使用される。
• 岩石の年代測定にカリウム・アルゴン（Ｋ－Ａｒ）法として用いられ、岩石が最後の加熱を受けてからの年代を求める事が出来る。数千万年前から数十億年前という幅広い年代の推定が可能。

アルゴンの2004年度日本国内生産量は219,461 km³、工業消費量は38,348 km³である。近年の需要に対応して、2005年に日本工業規格 (K1105) が改正され、純度が高められた。

歴史

1892年にレイリー卿 (Lord Rayleigh)（ジョン・ウィリアム・ストラット (John William Strutt)）が大気分析の過程で未知の気体に気づき、1894年にウィリアム・ラムゼーと共にその正体がアルゴンであることを突き止めた。しかし、その100年も前に、ヘンリー・キャヴェンディッシュが存在に気がついていたと言われている。なお、1904年にレイリー卿は「気体の密度に関する研究、およびこの研究により成されたアルゴンの発見」よりノーベル物理学賞を、ウィリアム・ラムゼーは「空気中の希ガス元素の発見と周期律におけるその位置の決定」によりノーベル化学賞を、それぞれ授与された。

アルゴンという名称はギリシャ語で「不活発、不活性」という意味のαργόν (argon) に由来する。「働く」という意味のεργον(ergon)にanをつけたan ergon（働かない）が語源とする説もある。また、ギリシャ語で「怠け者」という意味のargosが語源とする説もある。

化合物

アルゴンは単原子でオクテット則を満たしていることから、他の原子と結合した化合物は長い間知られていなかった。2000年、フィンランドの研究者により初のアルゴン化合物、アルゴンフッ素水素化物 (HArF) の合成が発表された。これは、アルゴンとフッ化水素、ヨウ化セシウムを混合して 7.5 K で紫外線照射することにより合成された。

同位体

詳細は「アルゴンの同位体」を参照

外部リンク

• 岩石の年代測定 カリウム・アルゴン法 40Ar/39Arの解析