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18Ar

아르곤

아르곤은 원자번호 18, 원소 기호 Ar인 화학 원소다. 주기율표에서 3주기, 18족, p 블록에 위치한다. 실온에서의 기준 상태는 기체이며 전자 배치는 [Ne] 3s2 3p6이다.

원자번호18

표준 원자량[39.792, 39.963]

족18

주기3

블록p

전자 배치[Ne] 3s2 3p6

전자 구조

화학적 성질을 결정하는 요인

가장 바깥 전자껍질이 채워져 있어 전자를 얻거나 잃거나 공유하려는 경향이 매우 작다. 이것이 비활성 기체가 이웃한 족보다 훨씬 낮은 반응성을 보이는 핵심 이유다.

무거운 비활성 기체가 완전히 반응하지 않는 것은 아니다. 적절한 조건에서는 특히 전기음성도가 큰 원소와 화합물을 만들 수 있으므로, 이 족의 특징은 절대적 무반응성이 아니라 매우 낮은 반응성이다.

화학적 형태

화합물, 이온과 물질

아르곤은 보통 단원자 기체로 존재하며 화학 반응성이 낮다. 다만 무거운 비활성 기체는 특수 조건에서 플루오린이나 산소 같은 전기음성도가 큰 원소와 화합물을 만들 수 있다.

물리적 거동

상태와 상전이

실온에서의 기준 상태는 기체이다. 제시된 밀도는 1.784 g/L이다. 녹는점은 83.81 K (-189.3 °C), 끓는점은 87.3 K (-185.8 °C)이다. 압력, 순도와 결정 구조에 따라 실제 측정되는 물리적 성질은 달라질 수 있다.

존재와 활용

아르곤은 어디에서 발견되고 어떻게 쓰이는가

실제 활용에서 아르곤은 용접 · 조명 · 불활성 분위기 같은 분야와 관련된다. 어떤 경우에는 원소 자체가 아니라 특정 화합물, 합금 또는 동위원소의 성질을 이용한다.

실제 활용

실제 사용 사례

용접

아르곤은 용접 중 산화와 금속 품질을 제어하기 위한 차폐 기체 또는 공정 재료로 사용된다.

조명

아르곤 원자나 화합물은 빛과 일정하게 상호작용하는 성질을 이용해 조명과 광학 장치에 사용된다.

불활성 분위기

아르곤은 반응성이 낮아 뜨겁거나 민감한 재료를 공기, 수분과 산화로부터 보호하는 분위기 기체로 사용된다.

주기율표상의 위치

이웃 원소가 알려 주는 것

아르곤은 3주기 18족에 있다. 여기 표시된 주변 원소에는 플루오린, 네온, 염소, 브로민, 크립톤 등이 있다. 이 위치 관계를 이용하면 원자 크기, 이온화 에너지와 결합 성향이 주기율표에서 어떻게 변하는지 비교할 수 있다.

참고 데이터

물리적·원자적 성질

분류비활성 기체

실온에서의 상태기체

전자 껍질2 · 8 · 8

밀도1.784 g/L

녹는점83.81 K (-189.3 °C)

끓는점87.3 K (-185.8 °C)

폴링 전기음성도—

1차 이온화 에너지1 521 kJ/mol

전자 친화도—

값은 해당되는 경우 원소 자체 또는 중성 원자를 기준으로 한다. 물리적 데이터는 동소체, 압력과 측정 조건에 따라 달라질 수 있다.

역사

발견과 확인

아르곤의 발견은 Lord Rayleigh와 관련되어 있다. 원소의 인식, 순수한 시료의 분리, 현대적인 원자번호의 부여는 반드시 같은 시기에 이루어진 것은 아니다.

동위원소와 원자량

동위원소 조성이 수치에 미치는 영향

표준 원자량은 [39.792, 39.963]의 범위로 제시된다. 자연 시료마다 동위원소 비율이 조금씩 달라질 수 있으므로 하나의 고정된 소수값만으로는 실제 변이를 나타내기 어렵다.

아르곤은 적어도 하나의 안정 동위원소가 있다. 동위원소는 양성자 수가 같아 같은 원소이지만 중성자 수와 원자 질량이 서로 다르다.

안전

취급과 노출

아르곤 기체 자체가 반드시 화학적으로 독성이 큰 것은 아니지만 밀폐 공간에서 산소를 밀어내 질식 위험을 만들 수 있다. 대량 취급에서는 환기와 산소 농도 관리가 중요하다.