# อาร์กอน

อาร์กอน, 18Ar|  |
| อาร์กอน |
| การออกเสียงในภาษาอังกฤษ | /ˈɑːrɡɒn/  ​(*AR-gon*) |
| ลักษณะปรากฏ | ก๊าซไม่มีสี แสดงแสงสีม่วงม่วงอ่อน (lilac/violet) เมื่ออยู่ในสนามไฟฟ้า |
|  |
| น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน *A*r°(Ar) |
|  | * [39.792, 39.963]
* 39.95±0.16 (ฉบับย่อ)
 |
|  |
| อาร์กอนในตารางธาตุ |
|

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| Hydrogen |  | Helium |
| Lithium | Beryllium |  | Boron | Carbon | Nitrogen | Oxygen | Fluorine | Neon |
| Sodium | Magnesium |  | Aluminium | Silicon | Phosphorus | Sulfur | Chlorine | Argon |
| Potassium | Calcium |  | Scandium | Titanium | Vanadium | Chromium | Manganese | Iron | Cobalt | Nickel | Copper | Zinc | Gallium | Germanium | Arsenic | Selenium | Bromine | Krypton |
| Rubidium | Strontium |  |  | Yttrium | Zirconium | Niobium | Molybdenum | Technetium | Ruthenium | Rhodium | Palladium | Silver | Cadmium | Indium | Tin | Antimony | Tellurium | Iodine | Xenon |
| Caesium | Barium | Lanthanum | Cerium | Praseodymium | Neodymium | Promethium | Samarium | Europium | Gadolinium | Terbium | Dysprosium | Holmium | Erbium | Thulium | Ytterbium | Lutetium | Hafnium | Tantalum | Tungsten | Rhenium | Osmium | Iridium | Platinum | Gold | Mercury (element) | Thallium | Lead | Bismuth | Polonium | Astatine | Radon |
| Francium | Radium | Actinium | Thorium | Protactinium | Uranium | Neptunium | Plutonium | Americium | Curium | Berkelium | Californium | Einsteinium | Fermium | Mendelevium | Nobelium | Lawrencium | Rutherfordium | Dubnium | Seaborgium | Bohrium | Hassium | Meitnerium | Darmstadtium | Roentgenium | Copernicium | Nihonium | Flerovium | Moscovium | Livermorium | Tennessine | Oganesson |

Ne ↑ **Ar** ↓ Kr
คลอรีน ← **อาร์กอน** → โพแทสเซียม
 |
| เลขอะตอม (*Z*) | 18 |
| หมู่ | 18 |
| คาบ | คาบที่ 3 |
| บล็อก |  บล็อก-p |
| การจัดเรียงอิเล็กตรอน | [Ne] 3s2 3p6 |
| อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน | 2, 8, 8 |
| สมบัติทางกายภาพ |
| สถานะ ที่ STP | ก๊าซ |
| จุดหลอมเหลว | 83.81 K ​(−189.34 °C, ​−308.81 °F)  |
| จุดเดือด | 87.302 K ​(−185.848 °C, ​−302.526 °F)  |
| ความหนาแน่น (ที่ STP) | 1.784 g/L |
| ขณะเป็นของเหลว (ที่จุดเดือด) | 1.3954 g/cm3  |
| จุดร่วมสาม | 83.8058 K, ​68.89 kPa  |
| จุดวิกฤต | 150.687 K, 4.863 MPa  |
| ความร้อนของการหลอมเหลว | 1.18 kJ/mol  |
| ความร้อนของการกลายเป็นไอ | 6.53 kJ/mol  |
| ความจุความร้อนจำเพาะเชิงโมล | 20.85 J/(mol·K)  |
| **ความดันไอ**

| *P* (Pa) | 1 | 10 | 100 | 1 k | 10 k | 100 k |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| at *T* (K) |   | 47 | 53 | 61 | 71 | 87 |

 |
| สมบัติของอะตอม |
| สถานะออกซิเดชัน | ทั่วไป: (ไม่มี)
0 |
| อิเล็กโทรเนกาติวิตี | สเกลเพาลิง: ไม่มีข้อมูล  |
| พลังงานไอออไนเซชัน | * ลำดับที่ 1: 1520.6 kJ/mol
* ลำดับที่ 2: 2665.8 kJ/mol
* ลำดับที่ 3: 3931 kJ/mol
* (เพิ่มเติม)
 |
| รัศมีอะตอม | จากการทดลอง: 31 pm  |
| รัศมีโควาเลนต์ | 106±10 pm  |
| รัศมีแวนเดอร์วาลส์ | 188 pm  |
| **เส้นสเปกตรัมของอาร์กอน** |
| สมบัติอื่น ๆ |
| โครงสร้างผลึก |  ​face-centered cubic (fcc) (cF4) |
| ค่าคงที่แลตทิซ | *a* = 546.91 pm (ที่จุดสามสถานะ) |
| การนำความร้อน | 17.72×10−3  W/(m⋅K)  |
| สมบัติแม่เหล็ก | ไดอะแมกเนติก  |
| สภาพรับไว้ได้ทางแม่เหล็กเชิงโมล | −19.6×10−6 cm3/mol |
| ความเร็วเสียง | 323 m/s (ก๊าซ, ที่ 27 °C) |
| เลขทะเบียน CAS | 7440-37-1  |
| ประวัติ |
| การตั้งชื่อ | จากภาษากรีก *ἀργόν* หมายถึง 'เกียจคร้าน' หรือ 'ไม่ว่องไว' สื่อถึงความเฉื่อยของธาตุ |
| การค้นพบและการแยกธาตุครั้งแรก | ลอร์ด เรย์ลี และ วิลเลียม แรมซีย์ (1894) |
| ไอโซโทปของอาร์กอน* ด
* ก
 |
|  |
|

| ไอโซโทปหลัก | การสลายตัว |
| --- | --- |
| ไอโซโทป | ความอุดมสมบูรณ์ | ครึ่งชีวิต (*t*1/2) | รูปแบบ | ผลิตภัณฑ์ |
| 36Ar | 0.334% | stable |
| 37Ar | trace | 35.01 d | ε | 37Cl |
| 38Ar | 0.0630% | stable |
| 39Ar | trace | 302 y | β− | 39K |
| 40Ar | 99.6% | stable |
| 41Ar | trace | 109.61 min | β− | 41K |
| 42Ar | synth | 32.9 y | β− | 42K |

 |
|  |
|

**อาร์กอน** (อังกฤษ: argon) เป็นธาตุเคมีที่มีสัญลักษณ์ **Ar** และเลขอะตอม 18 เป็นธาตุที่อยู่ในหมู่ 18 ของตารางธาตุ และเป็นก๊าซเฉื่อย อาร์กอนเป็นก๊าซที่มีปริมาณมากเป็นอันดับ 3 ในชั้นบรรยากาศของโลก โดยมีปริมาณร้อยละ 0.934 (9340 ppmv) ซึ่งมากกว่าไอน้ำกว่าสองเท่า (ซึ่งมีเฉลี่ยประมาณ 4000 ppmv แต่เปลี่ยนแปลงได้มาก) มากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ 23 เท่า (400 ppmv) และมากกว่านีออนกว่า 500 เท่า (18 ppmv) นอกจากนี้อาร์กอนยังเป็นก๊าซเฉื่อยที่มีปริมาณมากที่สุดในเปลือกโลก โดยคิดเป็นร้อยละ 0.00015 ของเปลือกโลก

อาร์กอนเกือบทั้งหมดในชั้นบรรยากาศโลกเป็นอาร์กอน-40 ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เกิดจากการสลายตัวของโพแทสเซียม-40 ในเปลือกโลก ในขณะที่ในจักรวาล อาร์กอน-36 เป็นไอโซโทปของอาร์กอนที่พบได้บ่อยที่สุด เนื่องจากเป็นไอโซโทปที่สร้างขึ้นได้ง่ายที่สุดจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ในซูเปอร์โนวา

ชื่อ "อาร์กอน" มาจากคำในภาษากรีกโบราณว่า ἀργόν ซึ่งเป็นรูปเอกพจน์เพศกลางของ ἀργός หมายถึง 'เกียจคร้าน' หรือ 'ไม่ว่องไว' เพื่อสื่อถึงข้อเท็จจริงที่ว่าธาตุนี้แทบจะไม่ทำปฏิกิริยาเคมีเลย เนื่องจากการมีอิเล็กตรอนครบตามกฎออกเตต (มีอิเล็กตรอน 8 ตัวในวงนอกสุด) ทำให้อาร์กอนมีความเสถียรและทนทานต่อการสร้างพันธะกับธาตุอื่น อุณหภูมิจุดสามสถานะของอาร์กอนที่ 83.8058 เคลวิน เป็นจุดคงที่ที่ใช้กำหนดในมาตรวัดอุณหภูมิระหว่างประเทศ ค.ศ. 1990 (ITS-90)

ในทางอุตสาหกรรม อาร์กอนถูกสกัดโดยการการกลั่นลำดับส่วนของอากาศเหลว ส่วนใหญ่ใช้เป็นก๊าซเฉื่อยสำหรับปกคลุมในการเชื่อมและกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิสูงอื่น ๆ ซึ่งโดยปกติสารที่ไม่ไวต่อปฏิกิริยาอาจกลายเป็นสารไวปฏิกิริยาได้ ตัวอย่างเช่น การใช้อาร์กอนในเตาหลอมไฟฟ้ากราไฟต์เพื่อป้องกันไม่ให้กราไฟต์ลุกไหม้ นอกจากนี้ยังใช้ในหลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์ รวมถึงหลอดปล่อยก๊าซอื่น ๆ ซึ่งอาร์กอนจะให้แสงเลเซอร์ก๊าซสีน้ำเงินเขียวที่เป็นเอกลักษณ์ และยังใช้ในตัวสตาร์ทเตอร์ของหลอดฟลูออเรสเซนต์อีกด้วย

## ลักษณะเฉพาะ

ก้อนอาร์กอนแข็งขนาดเล็กที่กำลังละลายอย่างรวดเร็ว
อาร์กอนมีความสามารถในการละลายในน้ำได้ใกล้เคียงกับออกซิเจน และละลายได้ดีกว่าไนโตรเจนประมาณ 2.5 เท่า อาร์กอนเป็นธาตุที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่ไวไฟ และไม่เป็นพิษ ไม่ว่าจะอยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ โดยทั่วไปอาร์กอนเป็นก๊าซที่เฉื่อยต่อปฏิกิริยาเคมีภายใต้สภาวะส่วนใหญ่ และไม่มีการยืนยันการค้นพบสารประกอบที่เสถียรที่อุณหภูมิห้อง

แม้ว่าอาร์กอนจะเป็นก๊าซเฉื่อย แต่ก็สามารถสร้างสารประกอบได้ภายใต้สภาวะที่รุนแรงต่าง ๆ เช่น อาร์กอนฟลูออโรไฮไดรด์ (HArF) ซึ่งเป็นสารประกอบของอาร์กอนกับฟลูออรีนและไฮโดรเจนที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 17 เคลวิน (−256 องศาเซลเซียส) แม้ว่าในปัจจุบันสารประกอบทางเคมีของอาร์กอนในสถานะพื้นฐานที่เป็นกลางจะจำกัดอยู่เพียง HArF แต่อาร์กอนสามารถสร้างสารประกอบพ่วง (clathrates) กับน้ำได้ เมื่ออะตอมของอาร์กอนถูกกักขังอยู่ในโครงผลึกของโมเลกุลน้ำ นอกจากนี้ยังมีการพิสูจน์การมีอยู่ของไอออน เช่น ArH+
 และสารเชิงซ้อนในสภาวะกระตุ้น (exciplex) เช่น ArF ด้วยเช่นกัน ซึ่งจากการคำนวณทางทฤษฎีคาดการณ์ว่าน่าจะมีสารประกอบอาร์กอนอื่น ๆ ที่เสถียรอีกหลายชนิด แต่ยังไม่ได้รับการสังเคราะห์ขึ้นจริงในขณะนี้

## ประวัติ

A: หลอดทดลอง, B: สารละลายด่างเจือจาง, C: หลอดแก้วรูปตัวยู, D: ขั้วไฟฟ้าแพลทินัม
ชื่อ *อาร์กอน* (มาจากภาษากรีกโบราณ ἀργόν รูปเอกพจน์เพศกลางของ ἀργός หมายถึง "เกียจคร้าน" หรือ "ไม่ว่องไว") ตั้งขึ้นเพื่อสื่อถึงความเฉื่อยชาทางเคมีของธาตุนี้ ซึ่งคุณสมบัติทางเคมีของก๊าซเฉื่อยชนิดแรกที่ถูกค้นพบนี้สร้างความประทับใจอย่างมากแก่ผู้ตั้งชื่อ โดยใน ค.ศ. 1785 เฮนรี คาเวนดิช เคยสงสัยว่ามีก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยาเป็นส่วนประกอบของอากาศอยู่

อาร์กอนถูกแยกออกจากอากาศเป็นครั้งแรกใน ค.ศ. 1894 โดยลอร์ด เรย์ลี และเซอร์วิลเลียม แรมซีย์ ที่ยูนิเวอร์ซิตีคอลเลจลอนดอน ด้วยการกำจัดออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และไนโตรเจน ออกจากตัวอย่างอากาศบริสุทธิ์ พวกเขาทำสำเร็จเป็นครั้งแรกโดยการทดลองซ้ำตามแนวทางของเฮนรี คาเวนดิช พวกเขากักส่วนผสมของอากาศในบรรยากาศที่มีการเพิ่มออกซิเจนไว้ในหลอดทดลอง (A) ที่คว่ำลงเหนือสารละลายด่างเจือจางในปริมาณมาก (B) ซึ่งในการทดลองดั้งเดิมของคาเวนดิชคือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ และส่งกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟที่หุ้มด้วยหลอดแก้วรูปตัวยู (CC) ซึ่งปิดผนึกรอบขั้วไฟฟ้าแพลทินัม โดยปล่อยปลายสายไฟ (DD) ให้สัมผัสกับก๊าซและแยกออกจากสารละลายด่าง อาร์กไฟฟ้าได้รับพลังงานจากแบตเตอรี่เซลล์โกรฟ (grove cells) จำนวน 5 เซลล์ และคอยล์รุมคอร์ฟฟ์ (Ruhmkorff coil) ขนาดกลาง สารละลายด่างจะดูดซับไนโตรเจนออกไซด์ที่เกิดจากอาร์กไฟฟ้าและคาร์บอนไดออกไซด์ พวกเขาเดินเครื่องอาร์กไฟฟ้าจนกระทั่งไม่เห็นการลดลงของปริมาตรก๊าซอีกต่อไปเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งหรือสองชั่วโมง และเส้นสเปกตรัมของไนโตรเจนหายไปเมื่อตรวจสอบก๊าซ ออกซิเจนที่เหลือจะถูกทำปฏิกิริยากับอัลคาไลน์ไพโรแกลเลต (alkaline pyrogallate) เพื่อให้เหลือเพียงก๊าซที่ดูเหมือนไม่ทำปฏิกิริยา ซึ่งพวกเขาเรียกว่าอาร์กอน

ภาพล้อเลียนของลอร์ด เรย์ลี ในนิตยสาร *Vanity Fair* ค.ศ. 1899 พร้อมคำบรรยายว่า "Argon"
ก่อนที่จะแยกก๊าซได้ พวกเขาพบว่าไนโตรเจนที่ผลิตจากสารประกอบทางเคมีมีน้ำหนักเบกว่าไนโตรเจนจากบรรยากาศร้อยละ 0.5 แม้ความแตกต่างจะน้อยมาก แต่ก็สำคัญพอที่จะดึงดูดความสนใจของพวกเขาเป็นเวลาหลายเดือน พวกเขาสรุปว่ามีก๊าซอีกชนิดหนึ่งในอากาศที่ผสมอยู่กับไนโตรเจน นอกจากนี้ยังมีรายงานการพบอาร์กอนใน ค.ศ. 1882 ผ่านงานวิจัยอิสระของ เอช. เอฟ. นีวอลล์ (H. F. Newall) และ ดับเบิลยู. เอ็น. ฮาร์ตลีย์ (W. N. Hartley) โดยแต่ละคนสังเกตเห็นเส้นใหม่ในสเปกตรัมการแผ่ของอากาศที่ไม่ตรงกับธาตุใด ๆ ที่รู้จักในขณะนั้น

ก่อน ค.ศ. 1957 สัญลักษณ์ของอาร์กอนคือ "A" ต่อมาได้เปลี่ยนเป็น "Ar" หลังจากที่สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) ได้เผยแพร่ผลงานเรื่อง *Nomenclature of Inorganic Chemistry* ใน ค.ศ. 1957

## การปรากฏ

อาร์กอนประกอบด้วยร้อยละ 0.934 โดยปริมาตร และร้อยละ 1.288 โดยมวลของชั้นบรรยากาศของโลก อากาศเป็นแหล่งอุตสาหกรรมหลักของผลิตภัณฑ์อาร์กอนบริสุทธิ์ อาร์กอนถูกแยกออกจากอากาศโดยกระบวนการแยกส่วน ซึ่งส่วนใหญ่มักใช้การกลั่นลำดับส่วนแบบอุณหภูมิเยือกแข็ง (cryogenic fractional distillation) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ผลิตไนโตรเจน ออกซิเจน นีออน คริปทอน และซีนอนบริสุทธิ์ได้ด้วยเช่นกัน ในเปลือกโลกและน้ำทะเลมีอาร์กอนอยู่ประมาณ 1.2 ppm และ 0.45 ppm ตามลำดับ

## ไอโซโทป

ไอโซโทปหลักของอาร์กอนที่พบบนโลกคือ 40
Ar (99.6%), 36
Ar (0.34%) และ 38
Ar (0.06%) โดยธรรมชาติแล้ว โพแทสเซียม-40 (40
K) ซึ่งมีครึ่งชีวิต 1.25×109 ปี จะสลายตัวไปเป็นอาร์กอน-40 (40
Ar) ที่เสถียร (11.2%) โดยกระบวนการการจับยึดอิเล็กตรอนหรือการแผ่โพซิตรอน และสลายตัวไปเป็นแคลเซียม-40 (40
Ca) ที่เสถียร (88.8%) โดยการสลายตัวให้บีตา คุณสมบัติและอัตราส่วนเหล่านี้ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดอายุของหินด้วยการหาอายุจากโพแทสเซียม-อาร์กอน (K–Ar dating)

ในชั้นบรรยากาศของโลก 39
Ar ถูกสร้างขึ้นจากกิจกรรมของรังสีคอสมิก โดยหลักการผ่านการจับนิวตรอนของ 40
Ar ตามด้วยการปล่อยนิวตรอนสองตัว ส่วนในสภาพแวดล้อมใต้ดิน 39
Ar ยังถูกสร้างขึ้นผ่านการจับยึดนิวตรอนโดย 39
K ตามด้วยการปล่อยโปรตอน สำหรับ 37
Ar นั้นเกิดจากการจับนิวตรอนโดย 40
Ca ตามด้วยการปล่อยอนุภาคแอลฟา ซึ่งเป็นผลมาจากการระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน โดยมีครึ่งชีวิต 35 วัน

องค์ประกอบของไอโซโทปอาร์กอนมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละตำแหน่งในระบบสุริยะ ในบริเวณที่แหล่งกำเนิดหลักของอาร์กอนมาจากการสลายตัวของ 40
K ในหิน 40
Ar จะเป็นไอโซโทปหลัก เช่นเดียวกับบนโลก แต่อาร์กอนที่ผลิตโดยตรงจากการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์จะถูกครอบงำโดยนิวไคลด์จากกระบวนการแอลฟา (alpha-process) คือ 36
Ar ดังนั้น อาร์กอนในดวงอาทิตย์จึงประกอบด้วย 36
Ar ถึงร้อยละ 84.6 (ตามการวัดจากลมสุริยะ) และอัตราส่วนของไอโซโทปทั้งสาม 36Ar : 38Ar : 40Ar ในบรรยากาศของดาวเคราะห์ชั้นนอกคือ 8400 : 1600 : 1 ซึ่งตรงกันข้ามกับปริมาณอันน้อยนิดของ 36
Ar ในยุคเริ่มแรกในบรรยากาศโลกที่มีเพียง 31.5 ppmv (= 9340 ppmv × 0.337%) ซึ่งเทียบได้กับปริมาณของนีออน (18.18 ppmv) บนโลกและก๊าซในที่ว่างระหว่างดาวเคราะห์ที่วัดโดยยานสำรวจอวกาศ

บรรยากาศของดาวอังคาร, ดาวพุธ และไททัน (ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์) มีอาร์กอนเป็นส่วนประกอบ โดยส่วนใหญ่เป็น 40
Ar

การมีอยู่เป็นส่วนใหญ่ของ 40
Ar ที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตรังสี เป็นเหตุผลว่าทำไมน้ำหนักอะตอมมาตรฐานของอาร์กอนบนโลกจึงมีค่ามากกว่าธาตุถัดไปคือโพแทสเซียม ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่สร้างความงุนงงในช่วงที่ค้นพบอาร์กอนครั้งแรก ดมีตรี เมนเดเลเยฟ ได้จัดวางธาตุต่าง ๆ ในตารางธาตุตามลำดับน้ำหนักอะตอม แต่ความเฉื่อยของอาร์กอนบ่งชี้ว่าควรวางไว้*ก่อน*โลหะแอลคาไลที่ไวต่อปฏิกิริยา จนกระทั่งต่อมา เฮนรี โมสลีย์ ได้แก้ปัญหานี้โดยแสดงให้เห็นว่าที่จริงแล้วตารางธาตุควรจัดเรียงตามลำดับของเลขอะตอม (ดูที่ ประวัติของตารางธาตุ)

## ดูเพิ่ม

* ก๊าซอุตสาหกรรม
* อัตราส่วนออกซิเจนต่ออาร์กอน อัตราส่วนของก๊าซสองชนิดที่มีลักษณะทางกายภาพคล้ายคลึงกัน ซึ่งมีความสำคัญในหลากหลายภาคส่วน

## อ้างอิง

## อ่านเพิ่ม

* Brown, T. L.; Bursten, B. E.; LeMay, H. E. (2006). J. Challice; N. Folchetti (บ.ก.). *Chemistry: The Central Science* (10th ed.). Pearson Education. pp. 276& 289. ISBN 978-0-13-109686-8.
* Lide, D. R. (2005). "Properties of the Elements and Inorganic Compounds; Melting, boiling, triple, and critical temperatures of the elements". *CRC Handbook of Chemistry and Physics* (86th ed.). CRC Press. §4. ISBN 978-0-8493-0486-6. On triple point pressure at 69 kPa.
* Preston-Thomas, H. (1990). "The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90)". *Metrologia*. **27** (1): 3–10. Bibcode:1990Metro..27....3P. doi:10.1088/0026-1394/27/1/002. S2CID 250785635. On triple point pressure at 83.8058 K.

## แหล่งข้อมูลอื่น

* Argon at *The Periodic Table of Videos* (University of Nottingham)
* USGS Periodic Table – Argon เก็บถาวร 23 กันยายน 2006 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
* Diving applications: Why Argon?