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不稀有的稀有氣體——氬

發布時間：2022-09-17

氬是一種單質、無色、無臭、無味的稀有氣體，是目前最早發現的稀有氣體。氬氣在自然界中含量很多，但化學性極不活潑，因此它既不能燃燒，也不能助燃,但卻是稀有氣體中在空氣中含量最多的一個。氬氣被廣泛應用到冶金工業中。

氬的發現過程

氬曾經在1785年由英國化學家亨利·卡文迪許（1731—1810）制備出來，但他卻沒發現這是一種新的元素;直到1894年,英國物理學家約翰·威廉·斯特拉斯( 18421919）和蘇格蘭的化學家威廉·萊姆賽才通過實驗確定氬是一種新元素。他們主要是先從空氣樣本中去除氧、二氧化碳、水蒸氣等后得到的氮氣與從氨分解出的氮氣比較，結果發現從氨里分解出的氮氣比從空氣中得到的氮氣輕1.5%。雖然這個差異很小，但是已經大到誤差的范圍之外。所以他們認為空氣中應該含以一種不為人知的新氣體，而那個新氣體就是氬氣。

其實在1882年H.F.紐厄爾和W.N.哈特萊從兩個獨立的實驗中觀測空氣的顏色光譜時,發現光譜中存在已知元素光譜無法解釋的譜線,但并沒有意識到那就是氬氣。

由于在自然界中含量很多，氬是目前最早發現的稀有氣體，它的符號為Ar

不是很稀有的稀有氣體

氬在地球大氣中的含量以體積計算為0.934%，而以質量計算為1.29%，至于在地殼中可說是完全不含氬，因為氬在自然情況下不與其他化合物反應，而無法形成固態物質。也因為這樣，工業用的氬大多就直接從空氣中提取。主要是用分餾法提取，而像氮、氧、氖、氮、氬等氣體也都是這樣從空氣中提取的。

在火星的大氣中,氬-40以體積計算的話占有1.6%,而氬-36的濃度為5ppm(百萬分之五) ﹔另外1973年水手號計劃的太空探測器飛過水星時，發現它稀薄的大氣中占有70%氬氣,科學家相信這些氬氣是從水星巖石本身的放射性同位素衰變而成的。卡西尼-惠更斯號在土星最大的衛星，也就是泰坦上，也發現少量的氬。

氬穩定的同位素有24種，一般來說穩定的氬—40是由地殼中的鉀―40(40K)經由電子俘獲或正子發射衰變來的。鉀-40以這兩種方式衰變成氬只占所有的11.2%，另外還有88.8%的氬經由鈣-40(40Ca)的β衰變而來。這個特性可以被用來測定巖石的年齡。

在地球大氣中，不穩定的氬-39(39Ar)可經由宇宙射線轟擊氬-40而生成，另外也可以經由鉀-39(39K)的中子俘獲而來。至于氬-37，則可以從(37Ar)核試驗中形成的鈣的人造同位素衰變而來，氬-37的壽命非常短，半衰期只有35天。