Se qualcuno ti chiedesse di nominare i tre gas più abbondanti nell'atmosfera terrestre, potresti scegliere, in un certo ordine, ossigeno, anidride carbonica e azoto. Se è così, avresti ragione, per lo più. È un fatto poco noto che dietro all'azoto (N _{2) e all'ossigeno (O 2), il terzo gas più abbondante è l'argon gassoso nobile, che rappresenta poco meno dell'1 percento della composizione invisibile dell'atmosfera.}

I sei gas nobili derivano il loro nome dal fatto che, dal punto di vista chimico, questi elementi sono distanti, perfino alteri: non reagiscono con altri elementi, quindi non si legano ad altri atomi per formare composti più complessi. Invece di renderli inutili nell'industria, tuttavia, questa tendenza a pensare al proprio business atomico è ciò che rende alcuni di questi gas utili per scopi specifici. Cinque principali usi dell'argon, ad esempio, includono il posizionamento nelle luci al neon, la sua capacità di aiutare a determinare l'età di sostanze molto vecchie, il suo uso come isolante nella produzione di metalli, il suo ruolo come gas di saldatura e il suo uso in 3D

Nozioni di base sui gas nobili

I sei gas nobili - elio, neon, argon, krypton, xenon e radon - occupano la colonna più a destra nella tavola periodica degli elementi. (Qualsiasi esame di un elemento chimico dovrebbe essere accompagnato da una tavola periodica; vedere Risorse per un esempio interattivo.) Le implicazioni del mondo reale di ciò è che i gas nobili non hanno elettroni condivisibili. Piuttosto come una scatola di puzzle contenente esattamente il giusto numero di pezzi, l'argon e i suoi cinque cugini non hanno carenze subatomiche che devono essere modificate da donazioni da altri elementi, e non hanno extra che fluttuano intorno per donare a turno. Il termine formale per questa non reattività dei gas nobili è "inerte".

Come un puzzle completato, un gas nobile è molto stabile chimicamente. Ciò significa che, rispetto ad altri elementi, è difficile battere gli elettroni più esterni dai gas nobili usando un raggio di energia. Ciò significa che questi elementi - gli unici elementi che esistono come gas a temperatura ambiente, gli altri sono tutti liquidi o solidi - hanno quella che viene chiamata alta energia di ionizzazione.

L'elio, con un protone e un neutrone, è il secondo elemento più abbondante nell'universo dietro l'idrogeno, che contiene solo un protone. La gigantesca e continua reazione di fusione nucleare che è responsabile del fatto che le stelle siano gli oggetti super-luminosi che sono non è altro che innumerevoli atomi di idrogeno che si scontrano per formare atomi di elio per un periodo di miliardi di anni.

Quando l'energia elettrica è attraversato un gas nobile, la luce viene emessa. Questa è la base per le insegne al neon, che è un termine generico per ogni display creato usando un gas nobile.
Proprietà dell'argon

L'argon, abbreviato Ar, è l'elemento numero 18 nella tavola periodica, rendendo è il terzo più leggero dei sei gas nobili dietro l'elio (numero atomico 2) e il neon (numero 10). Come si addice a un elemento che vola sotto il radar chimico e fisico se non provocato, è incolore, inodore e insapore. Ha un peso molecolare di 39,7 grammi per mole (noto anche come dalton) nella sua configurazione più stabile. Si può ricordare da altre letture che la maggior parte degli elementi arriva in isotopi, che sono versioni dello stesso elemento con il diverso numero di neutroni e quindi masse diverse (il numero di protoni non cambia oppure l'identità dell'elemento stesso dovrebbe cambiare ). Ciò ha implicazioni critiche in uno dei principali usi dell'argon.
Usi di argon

Luci al neon: Come descritto, i gas nobili sono utili per creare luci al neon. Argon, insieme a neon e krypton, viene utilizzato per questo scopo. Quando l'elettricità attraversa il gas argon, eccita temporaneamente gli elettroni in orbita più esterni e li fa saltare brevemente a un "guscio" o livello di energia più elevato. Quando l'elettrone quindi ritorna al suo livello di energia abituale, emette un fotone - un pacchetto di luce senza massa.

Datazione con radioisotopi: l'argon può essere usato insieme al potassio, o K, che è l'elemento numero 19 sul periodico tabella, ad oggi oggetti fino a uno sbalorditivo 4 miliardi di anni. Il processo funziona in questo modo:

Il potassio normalmente ha 19 protoni e 21 neutroni, dandogli circa la stessa massa atomica dell'argon (poco meno di 40) ma con una diversa composizione di protoni e neutroni. Quando una particella radioattiva conosciuta come una particella beta si scontra con il potassio, può convertire uno dei protoni nel nucleo di potassio in un neutrone, cambiando l'atomo stesso in argon (18 protoni, 22 neutroni). Ciò si verifica a un tasso prevedibile e fisso nel tempo e molto lentamente. Quindi, se gli scienziati esaminano un campione, per esempio, di roccia vulcanica, possono confrontare il rapporto tra argon e potassio nel campione (che aumenta progressivamente nel tempo) con il rapporto che esisterebbe in un campione "nuovo di zecca" e determinare come è vecchia la roccia.

Nota che questo è distinto da "datazione al carbonio", un termine che viene spesso erroneamente usato per riferirsi genericamente all'uso di metodi di decadimento radioattivo per datare vecchi oggetti. La datazione al carbonio, che è solo un tipo specifico di datazione al radioisotopo, è utile solo per oggetti noti nell'ordine di migliaia di anni.

Gas di protezione nella saldatura: l'argon viene utilizzato nella saldatura di leghe speciali così come nella saldatura di telai di automobili, marmitte e altre parti automobilistiche. Si chiama gas di protezione perché non reagisce con i gas e i metalli sospesi in prossimità dei metalli da saldare; occupa semplicemente spazio e impedisce che si verifichino altre reazioni indesiderate nelle vicinanze a causa di gas reattivi come azoto e ossigeno.

Trattamento termico: come gas inerte, l'argon può essere utilizzato per fornire ossigeno e azoto senza impostazioni per i processi di trattamento termico.

Stampa 3D: Argon viene utilizzato nel fiorente campo della stampa tridimensionale. Durante il rapido riscaldamento e raffreddamento del materiale di stampa, il gas impedirà l'ossidazione del metallo e altre reazioni e può limitare l'impatto dello stress. L'argon può anche essere miscelato con altri gas per creare miscele speciali secondo necessità.

Produzione di metallo: simile al suo ruolo nella saldatura, l'argon può essere utilizzato nella sintesi di metalli attraverso altri processi perché previene l'ossidazione (ruggine) e sostituisce i gas indesiderati come il monossido di carbonio.
Pericoli dell'argon

Che l'argon sia chimicamente inerte non significa, purtroppo, che sia privo di potenziali rischi per la salute. Il gas argon può irritare la pelle e gli occhi a contatto e, nella sua forma liquida, può causare congelamento (ci sono relativamente pochi usi dell'olio di argon e "l'olio di argan", un ingrediente comune nei cosmetici, non è nemmeno lontanamente uguale a argon). Alti livelli di gas argon nell'aria in un ambiente chiuso possono spostare l'ossigeno e portare a problemi respiratori che vanno da lievi a gravi, a seconda della quantità di argon presente. Ciò si traduce in sintomi di soffocamento tra cui mal di testa, vertigini, confusione, debolezza e tremori all'estremità più lieve e coma e persino morte nei casi più estremi.

In caso di esposizione cutanea o oculare nota, risciacquo e arrossamento con acqua calda è il trattamento preferito. Quando l'argon è stato inalato, può essere necessario un normale supporto respiratorio, inclusa l'ossigenazione mediante maschera, per riportare i livelli di ossigeno nel sangue alla normalità; è ovviamente necessario anche far uscire la persona colpita dall'ambiente ricco di argon.