Argon bileşikleri - Argon compounds

Argon bileşikler , eleman içeren kimyasal bileşikler, argon , nadiren nedeniyle karşılaşılan inertlik ve argon atomu. Bununla birlikte, inert gaz matris izolasyonunda, soğuk gazlarda ve plazmalarda argon bileşikleri tespit edilmiş ve argon içeren moleküler iyonlar yapılmış ve uzayda da tespit edilmiştir. Argonun bir katı arayer bileşiği olan Ar 1 C 60 , oda sıcaklığında stabildir. Ar 1 C 60 , CSIRO tarafından keşfedildi .

Argon, hidrojenden daha yüksek, ancak helyum, neon veya flordan daha düşük olan 15.76 eV'de iyonlaşır. Argon içeren moleküller , London dağılım kuvvetleri tarafından çok zayıf bir şekilde bir arada tutulan van der Waals molekülleri olabilir . İyonik moleküller, yük kaynaklı dipol etkileşimleri ile bağlanabilir. Altın atomları ile bazı kovalent etkileşimler olabilir. Önemli kovalent etkileşimlere sahip birkaç boron-argon bağı da rapor edilmiştir. Argon bileşiklerini incelemek için kullanılan deneysel yöntemler arasında inert gaz matrisleri , germe ve bükme hareketlerini incelemek için kızılötesi spektroskopi , rotasyonu incelemek için mikrodalga spektroskopisi ve uzak kızılötesi ve ayrıca eksimerler dahil farklı elektronik konfigürasyonları incelemek için görünür ve ultraviyole spektroskopisi yer alır . İyonları incelemek için kütle spektroskopisi kullanılır. Molekül parametrelerini teorik olarak hesaplamak ve yeni kararlı molekülleri tahmin etmek için hesaplama yöntemleri kullanılmıştır. Kullanılan hesaplamalı ab initio yöntemleri arasında CCSD(T) , MP2 ( ikinci dereceden Møller-Plesset pertürbasyon teorisi ), CIS ve CISD bulunmaktadır . Ağır atomlar için, iç elektronları modellemek için etkili çekirdek potansiyelleri kullanılır, böylece katkılarının ayrı ayrı hesaplanması gerekmez. 1990'lardan bu yana daha güçlü bilgisayarlar , gerçek bir deneyden çok daha az riskli ve daha basit olan bu tür in silico araştırmalarını çok daha popüler hale getirdi . Bu makale çoğunlukla deneysel veya gözlemsel sonuçlara dayanmaktadır.

Argon florür lazer önemlidir fotolitografi silikon fiş. Bu lazerler, 192 nm'de güçlü bir ultraviyole emisyonu yapar.

argonyum

Ana madde: Argonyum

Argonyum (ArH + ), bir proton ve bir argon atomunu birleştiren bir iyondur. Bu yaygın olarak arası boşlukta bulunan atomik hidrojen fraksiyonu gazı moleküler hidrojen , H 2 0.001 0.0001 aralığındadır.

Argonyum, H 2 + Ar atomları ile reaksiyona girdiğinde oluşur :

Ar + H+
2→ ArH + + H

ve ayrıca kozmik ışınlar tarafından üretilen Ar + iyonlarından ve nötr argondan X-ışınlarından üretilir:

Ar + + H 2 → *ArH + + H 1,49 eV.

ArH + bir elektronla karşılaştığında, ayrışmalı rekombinasyon meydana gelebilir, ancak düşük enerjili elektronlar için son derece yavaştır ve ArH +'nın diğer birçok benzer protonlu katyondan çok daha uzun süre hayatta kalmasına izin verir .

ArH + + e − → ArH* → Ar + H

Dünyevi Ar'dan yapılan yapay ArH + , kozmik olarak bol 36 Ar yerine çoğunlukla 40 Ar izotopunu içerir . Yapay olarak, bir argon-hidrojen karışımı yoluyla elektrik boşalmasıyla yapılır.

Doğal oluşum

Gelen Yengeç Nebula , ArH + çeşitli noktalar ortaya oluşur emisyon çizgileri . En güçlü yer Güney Filamentindedir. Burası aynı zamanda Ar + ve Ar 2+ iyonlarının en güçlü konsantrasyonuna sahip yerdir . Kolon yoğunluğu ArH arasında + Yengeç Bulutsusu'ndaki 10 arasındadır 12 ve 10 13 santimetre kare başına atomuna sahiptir. Muhtemelen iyonları uyarmak ve daha sonra yaymak için gereken enerji, elektronlar veya hidrojen molekülleri ile çarpışmalardan gelir. Samanyolu merkezine doğru ArH + sütun yoğunluğu yaklaşık2 × 10 13  cm -2 .

Küme argon katyonları

Diargon katyon, Ar+
2 1.29 eV bağlanma enerjisine sahiptir.

triargon katyonu Ar+
3doğrusaldır, ancak diğerinden daha kısa bir Ar-Ar bağına sahiptir. Bağ uzunlukları 2.47 ve 2.73 angström'dür . Ar ve Ar 2 +'ya ayrışma enerjisi 0,2 eV'dir. Molekülün asimetri paralel olarak, yük büyük ölçüde benzer, böylece, her bir argon atomu üzerinde +0.10, +0.58 ve +0.32 olarak hesaplanır Ar+
2 nötr bir Ar atomuna bağlıdır.

Kütle spektroskopisinde daha büyük yüklü argon kümeleri de saptanabilir. Tetraargon katyonu da doğrusaldır. Ar+
13 ikosahedral kümeler bir Ar'a sahiptir+
3çekirdek, oysa Ar+
19olan dioktahedral bir ile Ar+
4çekirdek. doğrusal Ar+
4çekirdek, dış atomlarda +0.1 yüke ve her biri veya iç atomlarda +0.4 yüke sahiptir. Daha büyük yüklü argon kümeleri için, yük dörtten fazla atoma dağıtılmaz. Bunun yerine nötr dış atomlar, indüklenmiş elektrik polarizasyonu tarafından çekilir. Yüklü argon kümeleri, yakın kızılötesi radyasyondan görünür yoluyla ultraviyole radyasyonu emer. şarj çekirdeği, Ar+
2, Ar+
3veya Ar+
4kromofor olarak adlandırılır . Spektrumu, bağlı nötr atomların ilk kabuğu tarafından değiştirilir. Daha büyük kümeler, küçük kümelerle aynı spektruma sahiptir. Fotonlar kromofor içinde emildiğinde , başlangıçta elektronik olarak uyarılır , ancak daha sonra enerji titreşim şeklinde tüm kümeye aktarılır . Fazla enerji, kümeden birer birer buharlaşan dış atomlar tarafından uzaklaştırılır . Bir kümeyi ışıkla yok etme işlemine fotofragmentasyon denir .

Negatif yüklü argon kümeleri termodinamik olarak kararsızdır ve bu nedenle var olamazlar. Argonun negatif elektron ilgisi vardır .

argon monohidrit

Argon monohidrit (ArH) olarak da bilinen nötr argon hidrit, keşfedilen ilk soy gaz hidrittir. J.W. C Johns 767 nm'de ArH emisyon hattı bulunan ve molekül kullanılarak sentezlenmiştir 1970'de bulmak açıklanan X-ışını gibi H olarak hidrojen bakımından zengin moleküllerin argon karışımları ışınlama 2 , H 2 O , CH 4 ve CH 3 OH . X-ışını ile uyarılmış argon atomları 4p durumundadır.

Argon monohidrit, nötr bir atıl gaz atomu ve bir hidrojen atomu normal moleküller arası mesafelerde birbirini ittiğinden, temel durumunda, 4s'de kararsızdır. Daha yüksek enerji seviyesindeki bir ArH* bir foton yayar ve temel duruma ulaştığında, atomlar birbirine çok yakındır ve onları iter ve parçalanırlar. Ancak bir van der Waals molekülü uzun bir bağ ile var olabilir. Bununla birlikte, uyarılmış ArH*, eksimerler olarak da bilinen kararlı Rydberg molekülleri oluşturabilir . Bu Rydberg molekülleri, olası birçok yüksek enerji durumundan birinde bir elektronla çevrili, protonlanmış bir argon çekirdeği olarak düşünülebilir .

Oluşum: Ar + ν → Ar*;  Ar* + H 2 → ArH* + H

Dihidrojen yerine, diğer hidrojen içeren moleküller, uyarılmış argon tarafından soyutlanmış bir hidrojen atomuna da sahip olabilir, ancak bazı moleküllerin, reaksiyonun devam etmesi için hidrojeni çok güçlü bağladığını unutmayın. Örneğin asetilen bu şekilde ArH oluşturmayacaktır.

ArH'nin van der Waals molekülünde, bağ uzunluğu yaklaşık 3,6 A ve ayrışma enerjisi ise 0,404 kJ/mol (33.8 cm- 1 ) olarak hesaplanmıştır . ArH* cinsinden bağ uzunluğu 1.302 Å olarak hesaplanmıştır.

Hem ArH* hem de Ar D * olan argon monohidrit spektrumu incelenmiştir. En düşük sınır durumu A 2 Σ + veya 5s olarak adlandırılır . C 2 Σ + ve B 2 π durumlarından oluşan başka bir düşük konum durumu 4p olarak bilinir . Daha yüksek seviyeli durumlara veya bunlardan her geçiş bir banda karşılık gelir. Bilinen bantlar 3p → 5s, 4p → 5s, 5p → 5s'dir (bant orijini17 486 0,527 cm -1 ), 6p → 5S (bant kökenli21 676 .90 cm -1 ) 3dσ → 4p, 3dπ → 4p (6900 cm -1 ), 3dδ → 4p (8200–8800 cm -1 ), 4dσ → 4p (15 075  cm -1 ), 6s → 4p (7400–7950 cm -1 ), 7s → 4p (tahmini13 970  cm -1 , ancak belirsiz), 8s → 4p (16 750  cm -1 ), 5dπ → 4p (16 460  cm -1 ), 5p → 6s (bant orijini 3681.171 cm -1 ), 4f → 5s (20 682 .17 veArD ve ArH için 20 640 .90 cm -1 bant orijini), 4f → 3dπ (7548.76 ve 7626.58 ccm -1 ), 4f → 3dδ (6038.47 ve 6026.57 cm -1 ), 4f → 3dσ (ArD için 4351.44 cm -1 ) . 5s, 3dπ → 5s ve 5dπ → 5s'ye giden geçişler, güçlü bir şekilde önceden ayrışmış , çizgileri bulanıklaştırıyor. UV spektrumunda 200 ila 400 nm arasında sürekli bir bant bulunur. Bu bant iki farklı yüksek durumdan kaynaklanmaktadır: B 2 Π → A 2 Σ + , 210–450 nm üzerinde ışıma yapar ve E 2 Π → A 2 Σ + , 180 ile 320 nm arasındadır. 760 ila 780 nm arasında yakın kızılötesinde bir bant.

ArH yapmanın diğer yolları arasında Penning tipi bir deşarj tüpü veya diğer elektrik deşarjları bulunur. Yine başka bir yol, bir ArH + (argonyum) iyonu ışını oluşturmak ve ardından bunları lazer enerjili sezyum buharında nötralize etmektir . Bir ışın kullanarak, farklı dalga boylarında yayılan elektromanyetik enerjinin profili ölçülerek farklı enerji durumlarının yaşam süreleri gözlemlenebilir. ArH'nin E 2 π durumu, 40 ns'lik bir ışınım ömrüne sahiptir. ArD için ömür 61 ns'dir. B 2 Π durumunun ArH'de 16.6 ns ve ArD'de 17 ns ömrü vardır.

argon polihidritler

Argon dihidrojen katyonu ArH+
2yıldızlararası ortamda var olduğu ve tespit edilebilir olduğu tahmin edilmiştir . Ancak 2021 yılı itibari ile tespit edilememiştir. ArH+
2Ar−H−H biçiminde doğrusal olduğu tahmin edilmektedir . H−H mesafesi 0.94 Å'dir. Ayrışma bariyeri sadece 2 kcal/mol (8 kJ/mol) ve ArH'dir.+
2ArH + verecek şekilde bir hidrojen atomunu kolayca kaybeder . Bu ArH bağın kuvveti sabit 1.895 m din / A 2 (1.895 × 10 12  Pa ).

Argon trihidrojen katyonu ArH+
3laboratuvarda gözlemlenmiştir. ArH 2 D + , ArHD+
2ve ArD+
3de gözlemlenmiştir. Argon trihidrojen katyonu, bir hidrojen atomu üçgeninin tepe noktasından bir argon atomu ile düzlemsel bir şekle sahiptir.

argoksonyum

Argoksonyum iyonu ArOH + ' nın 1 1 A' durumunda bükülmüş moleküler geometri olduğu tahmin edilmektedir . 3 Σ − enerjide 0.12 eV daha yüksek bir üçlü durumdur ve 3 A″, 0.18 eV daha yüksek bir üçlü durumdur . Ar-O bağı uzun 1.684 Å olması ve 2,988 mdyne bir kuvvet katsayısına sahip olduğu tahmin edilmektedir / A 2 (2.988 × 10 12  Pa ).

ArNH +

ArNH + , onu oluşturan atomlar yaygın olduğu için laboratuvarda ve uzayda saptanması olası bir iyonik moleküldür. ArNH + daha zayıf ArOH daha sınırlanmak tahmin edilmektedir + 1.866 mdyne Ar-N bağının bir güç sabit / a, 2 (1.866 × 10 12  Pa ). Açı nitrojen atomunda 97,116 ° olduğu tahmin edilmektedir. Ar−N uzunlukları 1.836 Å ve N−H bağ uzunluğu 1.046 Å olmalıdır

argon dinitrojen katyonu

Argon dinitrojen lineer katyonik kompleksi de laboratuarda tespit edilmiştir:

Ar + N+
2→ ArN+
2 fotoayrışma→Ar + + K 2 .

Bu daha yüksek enerjili bir durum olduğu için ayrışma Ar + 'yı verir . Bağlanma enerjisi 1.19 eV'dir. Molekül lineerdir. İki nitrojen atomu arasındaki mesafe 1,1 Å'dir. Bu mesafe, nötr N benzerdir 2 yerine daha N+
2iyon. Bir nitrojen ile argon atomu arasındaki mesafe 2,2 A'dır. ArN'deki nitrojen bağının titreşimsel bant kökeni+
2( V  = 0 → 1) 2272,2564 cm olan -1 N ile karşılaştırıldığında 2 + 2175 de ve N 2 2330 cm -1 .

Sürecinde FOTOLİZ , Ar, vermek üzere, üç kat daha fazla olduğunu + + N 2 Ar + ile karşılaştırıldığında N+
2.

arHN+
2

arHN+
2gazın süpersonik jet genleşmesinde üretilmiş ve Fourier transform mikrodalga spektroskopisi ile tespit edilmiştir . Molekül doğrusaldır ve atomlar Ar−H−N−N düzenindedir. Ar-H mesafesi 1.864 Å'dir. Hidrojen ve argon arasında ArHCO + 'dakinden daha güçlü bir bağ vardır .

Molekül aşağıdaki reaksiyonla yapılır:

ArH + + N 2 → ArHN+
2.

Bis(dinitrojen) argon katyonu

Argon iyonu, doğrusal bir şekle ve yapıya sahip bir iyonik kompleks verecek şekilde iki dinitrojen (N 2 ) molekülünü bağlayabilir N=N−+Ar-N=N. N=N bağ uzunluğu 1.1014 Â'dır ve azot-argon bağ uzunluğu 2.3602 Â'dır. Bunu N 2 ve ArN'ye ayırmak için 1,7 eV enerji gereklidir+
2. N=N bağlarının antisimetrik titreşiminden kaynaklanan bir kızılötesi bandın bant orijini 2288.7272 cm- 1'dir . N 2'ye göre 41,99 cm -1 kırmızıya kaymıştır . Molekülün temel durum dönme sabiti0.034 296  cm -1 .

Ar(N
2)+
210:1 argon ve nitrojen karışımının bir elektron ışını tarafından etkilenen bir memeden süpersonik genleşmesiyle üretilir .

ArN 2 O +

ArN 2 O + , molekülün parçalanmasına yol açan dört mor-ultraviyole dalga boyu bandındaki fotonları emer. Bantlar 445–420, 415–390, 390–370 ve 342 nm'dir.

ArHCO +

ArHCO + , gazın süpersonik jet genleşmesinde üretildi ve Fabry-Perot tipi Fourier transform mikrodalga spektroskopisi ile tespit edildi.

Molekül bu reaksiyonla yapılır.

ArH + + CO → ArHCO + .

Karbondioksit-argon iyonu

ArCO+
2ArCO oluşturmak için heyecanlı olabilir+
2* Pozitif yükün karbondioksit kısmından argona taşındığı yer. Bu molekül üst atmosferde oluşabilir. Deneysel olarak molekül, 150 V elektron ışını ile ışınlanmış %0,1 karbon dioksit içeren düşük basınçlı bir argon gazından yapılmıştır . Argon iyonize olur ve yükü bir karbondioksit molekülüne aktarabilir. ArCO'nun ayrışma enerjisi+
2 0.26 eV'dir.

ArCO+
2+ CO 2 → Ar + CO
2·CO+
2 (0,435 eV verim.)

van der Waals molekülleri

Nötr argon atomları , van der Waals moleküllerini oluşturmak için diğer nötr atomlara veya moleküllere çok zayıf bir şekilde bağlanır . Bunlar, başka bir elementin atomlarıyla karıştırılmış yüksek basınç altında argon genleştirilerek yapılabilir. Genişleme, küçük bir delikten vakuma doğru gerçekleşir ve mutlak sıfırın birkaç derece üzerindeki sıcaklıklara soğumaya neden olur. Daha yüksek sıcaklıklarda atomlar, zayıf London dağılım kuvvetleri yoluyla bir arada kalamayacak kadar enerjik olacaktır . Argonla birleşecek olan atomlar, lazerle buharlaştırma veya alternatif olarak elektrik deşarjı ile üretilebilir. Bilinen moleküller ağar, Ag 2 Ar, naar, kar, MgAr, Caar, SrAr, ZnAr, CdAr, hgar, SIAR, INAR, araba, Dişli, SNAr ve çubuk. SIAR Si (CH türetilen silikon atomuna yapıldı 3 ) 4 .

Çok zayıf bağlı van der Waals moleküllerine ek olarak, aynı formüle sahip elektronik olarak uyarılmış moleküller de mevcuttur. Formül olarak bunlar ArX* ile yazılabilir ve "*" uyarılmış bir durumu belirtir . Atomlar bir kovalent bağ ile çok daha güçlü bir şekilde bağlanır. Bir elektronlu daha yüksek bir enerji kabuğu ile çevrili bir ArX + olarak modellenebilirler . Bu dış elektron, fotonları değiştirerek enerjiyi değiştirebilir ve böylece floresan verebilir. Yaygın olarak kullanılan argon florür lazeri , 192 nm'de güçlü ultraviyole radyasyon üretmek için ArF* eksimerini kullanır. ArCl* kullanan argon klorür lazer, 175 nm'de daha da kısa ultraviyole üretir, ancak uygulama için çok zayıftır. Bu lazerdeki argon klorür, argon ve klor moleküllerinden gelir.

Argon kümeleri

Soğutulmuş argon gazı atom kümeleri oluşturabilir. Argon dimeri olarak da bilinen Diargon , 0.012 eV'lik bir bağlanma enerjisine sahiptir, ancak Ar 13 ve Ar 19 kümeleri , 0.06 eV'lik bir süblimasyon enerjisine (atom başına) sahiptir. Ar ∞ olarak yazılabilen sıvı argon için enerji 0,08 eV'ye yükselir. Birkaç yüz argon atomuna kadar kümeler tespit edildi. Bu argon kümeleri, merkezi bir atomun etrafında düzenlenmiş atom kabuklarından oluşan ikosahedral şekildedir. 800'den fazla atoma sahip kümeler için yapı, katı argonda olduğu gibi yüz merkezli kübik (fcc) yapıya sahip küçük bir kristale benzeyecek şekilde değişir . İkozahedral şekli koruyan yüzey enerjisidir , ancak daha büyük kümeler için iç basınç atomları bir fcc düzenlemesine çekecektir. Nötr argon kümeleri, görünür ışığa karşı şeffaftır.

İki atomlu van der Waals molekülleri

molekül Bağlanma enerjisi
zemin Σ durumu
(cm −1 ) 		Bağlanma enerjisi
uyarılmış Π durumu
(cm −1 ) 		Temel durum
bağ uzunluğu
(Å) 		Uyarılmış durum
bağ uzunluğu
(Å) 		CAS numarası
ArH 30736-04-0
ArHe 12254-69-2
Yalancı 42.5 925 4.89 2.48
Bar 149358-32-7
ArNe 12301-65-4
NaAr 40 560 56633-38-6
MgAr 44 246 72052-59-6
AlAr 143752-09-4
SiAr
ArCl 54635-29-9
Ar 2 12595-59-4
KAR 42 373 12446-47-8
CaAr 62 134 72052-60-9
SrAr 68 136
NiAr 401838-48-0
ZnAr 96 706 72052-61-0
GaAr 149690-22-2
Vites
KrAr 51184-77-1
AgAr 90 1200
CdAr 106 544 72052-62-1
InAr 146021-90-1
SnAr
ArXe 58206-67-0
AuAr 195245-92-2
HgAr 131 446 87193-95-1

ArO* ayrıca bir argon matrisinde tutulan dioksijen vakumlu ultraviyoleye maruz kaldığında da oluşur . Lüminesansı ile tespit edilebilir:

O 2 + hv → O+
2+ e - ; Ö  +
2+ e - → 2O*;  O* + Ar → ArO*.

ArO* tarafından yayılan ışık, biri 2.215 eV'de ve daha zayıf olanı 2.195 eV'de olmak üzere iki ana banda sahiptir.

Argon sülfür, ArS* 1,62 eV'de yakın kızılötesinde parlar. UV yapılır ArS ışınlanmış OCS argon matris içinde mevcuttur. Uyarılmış durumlar, spektrum tepe ve bant için sırasıyla 7.4 ve 3.5 μs sürer.

Triatomik van der Waals molekülleri

Diklorin ve birden fazla argon atomu içeren küme molekülleri, 95:5'lik bir helyum ve argon karışımını ve bir nozülden bir miktar kloru zorlayarak yapılabilir. ArCl 2 , T şeklinde bulunur. Ar, 2 Cı 2 , birbirinden iki 4.1 atomu Argon ile, çarpık tetrahedron bir şekle sahiptir, ve Cl arasından kendi ekseni 3.9 Â 2 . Van der Waals bağ enerjisi 447 cm -1'dir . Ar 3 Cı 2 de 776 cm Waals bağı enerjisinin der van ile var -1 .

Ar · doğrusal Br 2 molekülü için sürekli bir spektrum brom molekülü X → Oda geçişler. Brom spektrumu maviye kayar ve bir argon atomuna bağlandığında yayılır.

Ari 2 gösterir yüksek titreşimli bantlara uydu bantları ekleyen bir spektrum I 2 . ArI 2 molekülünün iki farklı izomeri vardır, biri lineer, diğeri T şeklindedir. ArI 2'nin dinamikleri karmaşıktır. Ayrılma, iki izomerde farklı yollardan gerçekleşir. T şekli molekül içi titreşimsel gevşemeye maruz kalırken, doğrusal olan doğrudan parçalanır. Diiyodin kümeleri, I 2 Ar n yapılmıştır.

ArClF kümesi doğrusal bir şekle sahiptir. Argon atomu klor atomuna en yakın olanıdır.

Lineer ArBrCl ayrıca ArClBr'ye veya T-şekilli bir izomere yeniden düzenlenebilir.

Çoklu argon atomları "olabilir solvat ", bir su molekülünün, H etrafında bir tek tabaka oluşturan 2 O, Ar , 12 -h 2 O, özellikle istikrarlı olan bir olan ikosahedral şekli. Ar·H 2 O'dan Ar 14 ·H 2 O'ya kadar olan moleküller incelenmiştir.

ArBH üretildi bor monohidrit sırayla oluşturulduğu ve (BH) diboran bir ultraviyole 193 nm lazer yoluyla. BH-argon karışımı, 0.2 mm çaplı bir memeden bir vakuma genişletildi. Gaz karışımı soğur ve Ar ve BH birleşerek ArBH verir. A 1 Π←X 1 Σ + elektronik geçişi titreşim ve dönme ile birleştiren bir bant spektrumu gözlemlenebilir. BH'nin tekli dönüşü vardır ve bu, tekli bir çift atomlu bilinen ilk van der Waals kompleksidir. Bu molekül için dönme sabiti 0.133 cm- 1'dir , Ayrışma enerjisi 92 cm- 1'dir ve argondan bor atomuna olan mesafe 3.70 Å'dir. ArAlH'nin de var olduğu bilinmektedir.

MgAr 2 de bilinmektedir.

Çok atomlu van der Waals molekülleri

Bazı lineer poliatomik moleküller, argon ile T şeklinde van der Waals kompleksleri oluşturabilir. Bunlara NCCN , karbon dioksit , nitröz oksit , asetilen , karbon oksisülfür ve ClCN dahildir . Diğerleri, HCN dahil, doğrusal olmaya devam etmek için argon atomunu bir uca bağlar .

Argonun diğer poliatomik van der Waals bileşikleri arasında florobenzen , formil radikali (ArHCO), 7-azaindol , glioksal , sodyum klorür (ArNaCl), ArHCl ve siklopentanon bulunur .

molekül İsim Temel durum
bağlanma enerjisi
(cm -1 ) 		En yakın konumu veya atom
argon
Ar'ın temel hal bağ uzunluğu
(Å) 		Bağ açısı
atomundan
(derece) 		Bağ gerdirme kuvveti
veya frekansı 		dipol momenti D CAS numarası Referanslar
(CH 3 ) 2 F 2 Si·Ar Diflorodimetilsilan – argon
CH 2 F 2 · Ar Diflorometan – argon F 3.485 58.6
CF 3 CN triflorometilsiyanür argon C1 3.73 77 947504-98-5
CF 2 HCH 3 ·Ar 1,1-difloroetan argon F -
CH 2 FCH 2 F·Ar 1,2-difloroetan argon 181 F 3.576 61 264131-14-8
CH 3 KO·Ar asetaldehit argon 161 C-1 3.567 76.34 158885-13-3
C 2 H 4 O·Ar oksiran argon 200 Ö 3.606 (CM) 72.34
arBF 3 Bor triflorür argon B 3.325 ArBF ekseninde ≈90,5° 0,030 mdin/Å 0.176
ArC 6 H 6 benzen -argon altılı eksende uçaktan 3.53 0.12
ArPF 3 argon fosfor triflorür kompleksi P Kütle merkezinden 3.953 PF 2 yüzünde 70.3°
Ar-NCCN argon– siyanojen van der Waals kompleksi molekülün merkezi 3.58 90° T şekli 30 cm -1 0.0979
DCCDAr argon döteryumlu asetilen molekülün merkezi 3.25 90° T şekli 0,0008 mdyn/Å / 8,7 cm -1
SO 3 Ar kükürt trioksit argon S 3.350 SO bağından 90° eksende 0,059 mdyn/Å / 61 cm -1
Ar•HCCH asetilen argon T şekli
OCS•Ar
CH 3 OH • Ar
CH 3 Cı • Ar
piridin argon
pirol argonu

sulu argon

Suda çözünen argon , görünüşe göre protonları bağlamak için mevcut oksijen atomlarının sayısını azaltarak pH'ın 8.0'a yükselmesine neden olur .

Argon, buzla birlikte bir klatrat hidrat oluşturur . 0,6 GPa'ya kadar klatrat kübik bir yapıya sahiptir. 0.7 ile 1.1 GPa arasında klatrat tetragonal bir yapıya sahiptir. 1.1 ve 6.0 GPa arasında yapı vücut merkezli ortorombiktir. 6.1 GPa'nın üzerinde, klatrat katı argon ve buza VII dönüşür . Atmosferik basınçta klatrat 147 K'nin altında stabildir. 295 K'da klatrattan gelen argon basıncı 108 MPa'dır.

argon florohidrit

Argon florohidrit , soy gaz kimyası çalışmasının yenilenmesinde önemli bir keşifti. HArF, 17 K'nin altındaki sıcaklıklarda katı halde stabildir. Katı bir argon matrisinde hidrojen florürün fotolizi ile hazırlanır . HArArF, muhtemelen asla gözlemlenemeyecek kadar düşük bir ayrışma engeline sahip olacaktır. Ancak HBeArF'ın HArF'den daha kararlı olduğu tahmin edilmektedir.

uranyum bileşikleri

Katı argon matris içinde CuO CuO vermek üzere bir bağlama ya da bir kaç argon atomları olabilir · Ar, CuO · Ar, 3 veya CuO · Ar, 4 . CUO'nun kendisi, uranyum atomlarını karbon monoksite buharlaştırarak yapılır . Uranyum , CUO'da güçlü bir Lewis asidi görevi görür ve argon ile yaklaşık 3,2 kcal/mol (13,4 kJ/mol) enerjilerle bağlar oluşturur. Argon bir Lewis bazı gibi davranır . Elektron yoğunluğu, uranyum atomu üzerindeki boş bir 6d yörüngesine yerleştirilir. CuO spektrumu argon ile değiştirilir, böylece 872.2 gelen 804,3 cm U O gerilme frekansı değişiklik -1 ve 1047,3 852,5 cm arasında, U-Cı gerilme frekansı -1 . Spektrumdaki önemli değişiklik, CUO'nun tekli halden (gaz fazında veya katı neonda) argon veya soy gaz kompleksi ile üçlü bir duruma değiştirilmesi nedeniyle oluşur. Argon-uranyum bağ uzunluğu 3.16 Å'dir. Bu, 3,25 Å olan U ve Ar atom yarıçaplarının toplamından daha kısadır, ancak uranyumla normal bir kovalent bağdan oldukça uzundur. Örneğin, UCl 6'daki U−Cl , 2.49 Å'dir . Tüm ksenon , birkaç yüzde ile bir katı argon matris kadar dahil edilir, Waals moleküller der ilave van oluşur: CuO · Ar 3 Xe'nin, CuO · Ar 2 Xe 2 , CuO · ArXe 3 ve CuO · Xe 4 . Benzer şekilde kripton, CUO·Ar 3 Kr, CUO·Ar 2 Kr 2 , CUO·ArKr 3 ve CUO·Kr 4'te argonun yerini alabilir . Bu moleküllerin şekli, bir uranyum merkezi ve ekvator etrafındaki soy gaz atomları ile kabaca oktahedraldir .

UO+
2 lineer bir O= etrafında bir halkada en fazla beş soy gaz atomu bağlayabilir+sen=O çekirdek. Bu moleküller, uranyum metali lazerle dioksijene kesildiğinde üretilir. Bu, UO, UO 2 , UO 3 , U + ve daha da önemlisi UO üretir+
2. UO+
2daha sonra ya saf bir element ya da bir karışım olan bir soy gaz matrisine yoğunlaştırılır. Daha ağır soy gaz atomları, daha hafif atomların yerini alma eğiliminde olacaktır. Bu şekilde üretilen iyonik moleküller arasında UO
2Ne
4Ar+
, UO
2Ne
3Ar+
2, UO
2Ne
2Ar+
3, UO
2Yakın+
4, UO
2Ar+
5, UO
2Ar
4Kr+
, UO
2Ar
3Kr+
2, UO
2Ar
2Kr+
3, UO
2ArKr+
4, UO
2Ar
4Xe+
, UO
2Ar
3Xe+
2, UO
2Ar
2Xe+
3, ve UO
2ArXe+
4U=O antisimetrik germe frekansındaki bir kayma ile tanımlanan .

Nötr UO 2 katı bir argon altında yoğunlaştırıldı, argon atomu ligandları ile başka bir elektronik duruma dönüştürülür. Argonda elektron konfigürasyonu 5f 2 (δφ) iken neonda 5f 1 7s 1'dir ( 3 Φ 2u ile karşılaştırıldığında 3 H 4g durumu ). Bunun nedeni, argon atomlarının 7s 1 elektronuyla daha büyük bir anti-bağ etkileşimine sahip olması ve onu farklı bir alt kabuğa zorlamasıdır. Argonated bileşik 776 cm germe frekansa sahip -1 914,8 cm kıyasla -1 de neon . Argon uranyum dioksit molekülü büyük ihtimalle UO olan 2 Ar, 5 .

berilyum oksit

Tüm berilyum atomu, bir katı argon matris içinde oksijen ile reaksiyona (veya berilya ArBeO oluşturulacak matris içine buharlaştırılır) ve kızıl ötesi spektrum ile gözlemlenebilir. Berilya molekülü güçlü bir şekilde polarizedir ve argon atomu berilyum atomuna çekilir. Ar−Be'nin bağ kuvveti 6.7 kcal/mol (28 kJ/mol) olarak hesaplanmıştır. Ar−Be bağ uzunluğunun 2.042 Å olduğu tahmin edilmektedir.

Siklik 2 O 2 molekülünün iki argon atomuna ya da başka bir soy gaz atomu ile birlikte bir argon bağlayabilir.

Benzer şekilde, hidrojen sülfür ile reaksiyona giren ve 4 K'da bir argon matrisinde tutulan berilyum ArBeS'i oluşturur. 12.8 kcal/mol (54 kJ/mol) olarak hesaplanan bağlanma enerjisine sahiptir.

ArBeO 2 CO (berilyum karbonat) hazırlanmıştır (Ne, Kr ve Xe eklentileri ile birlikte).

Döngüsel berilyum sülfit molekülü, katı neon veya argon matrisindeki berilyum atomu üzerine bir argon atomunu da koordine edebilir.

karbonil bileşikleri

Grup 6 elementleri , argon ile reaksiyona girebilen reaktif penta karboniller oluşturabilir. Bunlar aslında 1975'te keşfedilen argon bileşikleriydi ve HArF'ın keşfinden önce biliniyordu, ancak genellikle gözden kaçırılıyor. Tungsten normalde bir heksakarbonil oluşturur , ancak ultraviyole radyasyona maruz kaldığında reaktif bir pentakarbonile ayrılır. Bu, bir soy gaz matrisinde yoğunlaştırıldığında, kızılötesi ve UV spektrumu, kullanılan soy gaza bağlı olarak önemli ölçüde değişir. Bunun nedeni, mevcut soy gazın tungsten atomu üzerindeki boş konuma bağlanmasıdır. Benzer sonuçlar molibden ve krom ile de ortaya çıkar . Argon, ArW(CO) 5'te tungsten'e yalnızca çok zayıf bir şekilde bağlıdır . Ar-W bağ uzunluğunun 2.852 Å olduğu tahmin edilmektedir. Aynı madde, 21 °C'de süperkritik argonda kısa bir süre için üretilir . ArCr (CO) için 5 bandı maksimum (624 nm ile karşılaştırıldığında 533 nm'de neon ve 518 nm kripton ). Şekillendirme 18 elektronlu kompleksleri de, farklı matrislere spektrumunda kayması, sadece yaklaşık 5 nm ila çok küçüktü. Bu, matristeki atomları kullanan bir molekülün oluşumunu açıkça gösterir.

Diğer karboniller ve kompleks karboniller de argona bağlanma raporlarına sahiptir. Bu Ru (CO) içerir 2 (PME 3 ) 2 , Ar, Ru (C = O) 2 ( DMPE ) 2 , Ar, η 6 C 6 H 6 Cr (CO) 2 , Ar. Kanıtlar, ArHMn (CO) için de geçerlidir 4 , ArCH 3 Mn (CO) 4 , ve FAC - ( η 2 -dfepe) Cr (CO) 3 , Ar.

Diğer soy gaz kompleksleri, sıvı nadir gazda, muhtemelen basınç altında çözülmüş karbonillerin fotolizi ile incelenmiştir. Bu Kr veya Xe kompleksleri saniye cinsinden zaman ölçeğinde bozunur, ancak argon bu şekilde çalışılmış gibi görünmüyor. Sıvı soy gazların avantajı, ortamın, çözünen maddedeki bağ titreşimini incelemek için gerekli olan kızılötesi radyasyona karşı tamamen şeffaf olmasıdır .

Gaz fazındaki karbonil-argon eklentilerini incelemek için girişimlerde bulunulmuştur, ancak etkileşim bir spektrum gözlemlemek için çok zayıf görünmektedir. Gaz formunda, bir gazda serbestçe gerçekleşen dönme nedeniyle absorpsiyon hatları bantlara genişler. Moleküller diğer fotoliz ürünleriyle kolayca reaksiyona girdiğinden veya dimerleşerek argonu ortadan kaldırdığından , sıvılar veya gazlardaki argon eklentileri kararsızdır .

Madeni para metal monohalojenürler

Argon madeni para metal monohalojenürleri, metal monohalojenür molekülleri bir argon jetinden geçirildiğinde keşfedilen ilk soy gaz metal halojenürlerdi. İlk olarak 2000 yılında Vancouver'da bulunmuştur. ArMX M = Cu , Ag veya Au ve X = F , Cl veya Br ile hazırlanmıştır. Moleküller doğrusaldır. ArAuCl'de Ar-Au bağı 2.47 Å, germe frekansı 198 cm -1 ve ayrışma enerjisi 47 kJ/mol'dür. ArAgBr da yapılmıştır. ArAgF, 21 kJ/mol'lük bir ayrışma enerjisine sahiptir. Bu moleküllerdeki Ar−Ag bağ uzunluğu 2,6 A'dır. ArAgCl, AgCl ile izoelektroniktir-
2hangisi daha iyi bilinir. Bu moleküllerdeki Ar-Cu bağ uzunluğu 2.25 A'dır.

Geçiş metal oksitleri

Katı argon matriste VO 2 formları VO 2 , Ar 2 , ve VO 4 formları VO 4 olduğu hesaplandı bağlanma enerjisi ile · Ar 12.8 ve 5.0 kcal / mol (53 ve 21 kJ / mol kadar). ScO + formundaki skandiyum , ScOAr verecek şekilde beş argon atomunu koordine eder+
5. bu argon atomları, daha da karışık soy gaz molekülleri elde etmek için çok sayıda kripton veya ksenon atomu ile ikame edilebilir. İle itriyum , YO + bağlar atomu, argon, altı, ve bu da kripton veya ksenon atomlarının sayısı değiştirilerek ikame edilebilir.

Geçiş metali monoksitleri durumunda, ScO, TiO ve VO, bir argon atomlu bir molekül oluşturmaz. Ancak CrO, MnO, FeO, CoO ve NiO, her biri katı bir argon matrisinde bir argon atomunu koordine edebilir. Metal monoksit molekülleri, metal trioksitin lazerle ablasyonu ve ardından katı argon üzerinde yoğunlaştırma ile üretilebilir. ArCrO 846,3 cm absorbe -1 , 846.2 az, 833.1 en ArMnO, 872.8 en ArFeO, ArCoO Ar, 58 825.7 de NiO ve Ar 60 822,8 cm NiO -1 . Bütün bu moleküller lineerdir.

NbO 2 Ar 2 , NbO 4 Ar, TaO 4 Ar, VO 2 Ar 2 , VO 4 Ar, Rh( η 2 -O 2 )Ar 2 , Rh( η 2 -O 2 ) içinde argon oluşturan koordinasyon molekülleri iddiaları da vardır. ) 2 Ar 2 , Rh( η 2 -O 2 ) 2 ( η 1 -OO)Ar.

Tungsten trioksit , WO 3 ve tungsten dioksit mono-süperoksit (η 2 -O 2 )WO 2'nin her ikisi de bir argon matrisinde argonu koordine edebilir. Argon, ksenon koordineli bileşikler veya süperoksitler yapmak için ksenon veya moleküler oksijen ile değiştirilebilir. WO 3 Ar için bağlanma enerjisi 9.4 kcal/mol ve (η 2 -O 2 )WO 2 için 8.1 kcal/mol'dür.

Diğer geçiş metali bileşikleri

ArNiN 2 , argonu 11.52 kcal/mol ile bağlar. Arn bükülme frekansı 2 310.7 358.7 cm arasında değişir -1 nikel atomuna argon yapışması.

Diğer iyonlar

Argon içeren diğer bazı ikili iyonlar arasında BaAr 2+ ve BaAr bulunur.2+
2VAr + , CrAr + , korku + , COAr + ve NiAr + .

Altın ve gümüş küme iyonları argon bağlayabilir. Bilinen iyonlar Au
3Ar+
, Au
3Ar+
2, Au
3Ar+
3, Au
2AgAr+
3ve AuAg
2Ar+
3. Bunlar, köşelerinde argon bağlı üçgen şekilli metalik bir çekirdeğe sahiptir.

ArF + reaksiyonunda da oluştuğu bilinmektedir.

F+
2+ Ar → ArF + + F

ve ayrıca

Ar + + F 2 → ArF + + F.

ve ayrıca

bilimkurgu2+
4+ Ar → ArF + + SF+
3.

İyonlar, 79,1 nm veya daha az ultraviyole ışıkla üretilebilir. Florun iyonlaşma enerjisi argonunkinden daha yüksektir, bu nedenle parçalanma şu şekilde gerçekleşir:

ArF + → Ar + + F.

119.0232 ve 505.3155 GHz arasındaki ArF + milimetre dalga spektrumu, moleküler sabitleri hesaplamak için ölçülmüştür B 0  = 14.878 8204  GHz , D 0  = 28.718 kHz. SbF ile katı bir ArF + tuzunun hazırlanabilme olasılığı vardır.-
6veya AuF-
6 anyonlar.

Uyarılmış veya iyonize edilmiş argon atomları moleküler iyot gazı ile reaksiyona girerek ArI + Argon plazması iyonizasyon kaynağı olarak kullanılır ve endüktif olarak eşleştirilmiş plazma kütle spektrometrisinde taşıyıcı gaz kullanılır . Bu plazma, monoatomik iyonlar üretmek için numunelerle reaksiyona girer, ancak aynı zamanda argon oksit (ArO + ) ve argon nitrür (ArN + ) katyonları oluşturur, bu da demir-56 ( 56 Fe) ve demir-54'ün tespiti ve ölçümü ile izobarik etkileşime neden olabilir. ( 54 Fe), sırasıyla kütle spektrometrisinde. Paslanmaz çelikte bulunan platin , akiferlerde izleyici olarak kullanılabilen uranyum- 234'ün tespitine müdahale eden platin arjiti (PtAr + ) oluşturabilir . Argon klorür katyonları, Ar 35 Cl + , arseniğin tek kararlı izotopu olan 75 As ile hemen hemen aynı kütle-yük oranına sahip olduğundan, arseniğin saptanmasını engelleyebilir . Bu koşullarda, ArO + NH ile reaksiyona sokularak çıkarılabilir 3 . Alternatif olarak elektrotermal buharlaştırma veya helyum gazı kullanılması bu girişim problemlerini önleyebilir. Argon ayrıca klor ile ArCl − ile bir anyon oluşturabilir , ancak bu sadece katyonlar tespit edildiğinden kütle spektrometrisi uygulamaları için bir sorun değildir.

Argon borinyum iyonu BAr + , 9 ila 11 eV arasındaki enerjilerde BBr + argon atomları ile reaksiyona girdiğinde üretilir . Pozitif yükün %90'ı argon atomundadır.

Argon iyonları, 21 ile 60 eV arasındaki enerjilere sahip karbon monoksite çarptığında ArC + iyonları oluşturulabilir. Ancak daha fazla C + iyonu oluşur ve enerji yüksek olduğunda O + daha yüksektir.

Argon iyonları dinitrojeni 8,2 ile 41.2 eV arasında ve 35 eV civarında zirve yaparak dinitrojeni etkilediğinde ArN + oluşabilir . Ancak çok daha fazla N+
2ve N + üretilir.

ArXe + , X elektronik durumundayken 1445 cm- 1 , B uyarılmış durumdayken 1013 cm- 1 kuvvetle bir arada tutulur .

Metal-argon katyonlarına "argitler" denir. Kütle spektroskopisi sırasında üretilen argit iyonları , iyonun bağlanma enerjisi daha yüksek olduğunda daha yüksek yoğunluğa sahiptir. Geçiş elementleri, ana grup elementlerine göre daha yüksek bağlanma ve iyon akısı yoğunluğuna sahiptir. Argidler, uyarılmış argon atomlarının başka bir element atomuyla reaksiyona girmesiyle veya bir argon atomunun başka bir iyonla bağlanmasıyla plazmada oluşturulabilir:

Ar + + M → ArM + + e - ; M + + Ar → ArM + .

Süper elektrofiller olarak adlandırılan çift yüklü katyonlar, argon ile reaksiyona girebilir . Üretilen iyonlar arasında ArCF bulunur2+
2 yay+
2, ArBF+
2 ve ArBF2+
 argon ve karbon veya bor arasındaki bağları içerir.

İki kat iyonize edilmiş asetilen HCCH 2+ , HCCAr 2+ verecek şekilde argon ile verimsiz bir şekilde reaksiyona girer . Bu ürün Ar + ve argonyum oluşumu ile rekabet eder .

SiF2+
3 iyon argon ile reaksiyona girerek ArSiF verir2+
2.

İyon Bağ uzunluğu
(Å) 		Ayrışma enerjisi
(kJ/mol) 		Uyarılmış durum
bağ uzunluğu (Å) 		Heyecanlı durum
ayrışma enerjisi
ArH + 3.4 eV
LiAr + 2.343 0,30 eV
BeAr + 4100 cm -1
BAr + 2.590 210
ark +
ArN + 3.5 2.16 eV
ArO +
ArF + 1.637 194
NaAr + 19.3
MgAr + 2.88 1200 cm -1
AlAr + 982 cm -1
SiAr +
ArP +
ArS +
ArCl +
Ar+
2
CaAr + 700 cm -1
scAr +
TiAr + 0.31eV
VAR + 2.65 37,D 0 =2974 cm -1
CRAr + 28,D 0 =2340
MnAr + 0.149 eV
FeAr + 0.11 eV
KoAr + 2.385 49,D 0 =4111 cm -1
NiAr + 53,D 0 =4572
CuAr + 0,53 eV
ZnAr + 2.72 0.25 eV, D 0 =2706 cm -1
GaAr +
AsAr +
RbAr +
SrAr + 800
ZrAr + 2.72 D 0 = 2706 cm -1 3.050 1179 cm -1
NbAr + 2.677 37,D 0 =3106 cm -1
AgAr +
InAr +
ArI +
BaAr + 600 cm -1

çok atomlu katyonlar

Metal iyonları, bir tür argon metal kümesinde birden fazla argon atomu ile de oluşabilir. Bir kümenin merkezindeki farklı büyüklükteki metal iyonları, iyon etrafındaki farklı argon atomları geometrilerine uyabilir. Kütle spektrometrisinde çoklu argon atomlu argitler tespit edilmiştir. Bunlara değişken sayıda argon eklenmiş olabilir, ancak kompleksin daha yaygın olarak dört veya altı argon atomu gibi belirli bir sayıya sahip olduğu sihirli sayılar vardır. Bunlar uçuş süresi kütle spektrometresi analizi ve fotoayrışma spektrumu ile incelenebilir . Diğer çalışma yöntemleri, Coulomb patlama analizini içerir. Argon etiketleme, argon atomlarının incelenen bir moleküle zayıf bir şekilde bağlandığı bir tekniktir. Daha keskin kızıl ötesi absorpsiyon hatları ile etiketli moleküllerin çok daha düşük bir sıcaklığına neden olur. Argon etiketli moleküller, belirli bir dalga boyundaki fotonlar tarafından bozulabilir.

Lityum iyonları, yüzden fazla argon atomlu kümeler oluşturmak için argon atomları ekler. Li + Ar 4 ve Li + Ar 4 kümeleri özellikle kararlı ve yaygındır. Hesaplamalar, küçük kümelerin hepsinin oldukça simetrik olduğunu gösteriyor. Li + Ar 2 doğrusaldır, Li + Ar 3 , D 3h simetrisi ile düz ve üçgen şeklindedir , Li + Ar 4 dört yüzlüdür, Li + Ar 5 bir kare piramit veya üçgen bipiramit şekli olabilir. Li + Ar 6 , merkezinde Li olan bir oktahedron şeklidir. Li + Ar 7 veya biraz daha büyük kümeler, diğer argon atomları tarafından kapatılan bir veya daha fazla üçgen yüze sahip argon atomlarından oluşan bir çekirdek oktahedronuna sahiptir. Bağlanma çok daha zayıf, bu da onların daha büyük kıtlıklarını açıklıyor.

Sodyum, 8, 10, 16, 20, 23, 25 ve 29 numaralı ve ayrıca 47, 50, 57, 60, 63, 77, 80, 116 ve 147 argon ikosahedral sayılarına sahip argon atomlu kümeler oluşturur. atomlar. Buna kare antiprizma (8) ve başlıklı kare antiprizma (10 atom) dahildir. Ti + Ar 1−n'de argon atomları, 3d 2 4s 1 ile 3d 3 4s 0 temel elektronik durumunun bir karışımını indükler . Genişleyen argon gazında bir titanyum plazması bir lazerle yapıldığında, Ti + Ar'dan Ti + Ar 50'ye kadar kümeler oluşur. Ancak Ti + Ar 6 diğerlerinden çok daha yaygındır. Burada altı argon atomu, merkezi titanyum iyonunun etrafında bir oktahedron şeklinde düzenlenmiştir. Ti + Ar 2 için DFT hesaplamaları bunun doğrusal olduğunu, Ti + Ar 3'ün düz olmadığını ve bir kısa ve iki uzun Ti-Ar bağına sahip olduğunu tahmin eder. Ti + Ar 4 , bir daha uzun Ti-Ar bağına sahip, çarpık bir tetrahedrondur. Ti + Ar 5 , bir bağ daha kısa olan asimetrik bir trigonal bipiramit şeklidir. Yedi veya daha fazla argon atomuna sahip kümeler için yapı, daha fazla argon atomu tarafından kaplanan üçgen yüzlere sahip bir Ti + Ar 6 oktahedton içerir .

Cu + Ar 2'nin lineer olduğu tahmin edilmektedir. Cu + Ar 3'ün Ar-Cu-Ar açısı 93° olan düzlemsel T şeklinde olduğu tahmin edilmektedir. Cu + Ar 4'ün eşkenar dörtgen (kare veya dört yüzlü değil) olduğu tahmin edilmektedir. Alkali ve toprak alkali metaller için M + Ar 4 kümesi dört yüzlüdür. Cu + Ar 5'in eşkenar dörtgen bir piramit şekline sahip olduğu tahmin edilmektedir. Cu + Ar 6 , düzleştirilmiş bir oktahedral şekle sahiptir. Cu + Ar 7 çok daha az kararlıdır ve yedinci argon atomu, altı argon atomunun iç kabuğunun dışındadır. Buna başlıklı oktahedral denir. Tam bir ikinci argon atomu kabuğu, Cu + Ar 34 verir . Bu sayının üzerinde, Cu + Ar 55 ve Cu + Ar 146'nın daha kararlı olduğu ikosahedral bir düzenleme ile yapısal bir değişiklik meydana gelir .

Bir stronsiyum iyonu Sr + ile iki ila sekiz argon atomu kümeler oluşturabilir. Sr + Ar 2 , C 2 v simetrisine sahip bir üçgen şekline sahiptir . Sr + Ar 3 , C 3 v simetrisine sahip bir trigonal piramit şekline sahiptir . Sr + Ar 4 , ortak tepe noktasında bir yüzü ve stronsiyumu paylaşan iki üçgen piramit içerir. Bu sahip Cı- 2 v simetri. Sr + Ar 6 , stronsiyum atomu tabanın altında olan beşgen bir argon atomları piramidine sahiptir .

Niyobyum tetraargit, Nb + Ar 4 muhtemelen niyobyumun etrafında bir kare şeklinde düzenlenmiş argon atomlarına sahiptir. Benzer şekilde vanadyum tetraargit için V + Ar 4 . Heksaargitler, Co + Ar 6 ve Rh + Ar 6 muhtemelen oktahedral argon düzenlemesine sahiptir. İndiyum monokasyonu, 12, 18, 22, 25, 28, 45 ve 54'te sihirli sayılar ve ikosahedral şekiller için sayılar olan 70 argon atomuyla çoklu argonlu kümeler oluşturur.

Bir argon-karbon monoksit karışımında bir UV lazeri ile bakır metali zaplayarak, argon etiketli bakır karbonil katyonları oluşur. Bu iyonlar, kızılötesi radyasyonun hangi dalga boylarının moleküllerin parçalanmasına neden olduğunu gözlemleyerek incelenebilir. Bu moleküler iyonlar , sırasıyla 2216, 2221, 2205 ve 2194 cm kızılötesi dalga sayılarıyla argon kaybetmek üzere bozulan CuCO + Ar, Cu(CO) 2 + Ar, Cu(CO) 3 + Ar, Cu(CO) 4 + Ar'ı içerir. -1 sırasıyla. Argon bağlama enerjisi sırasıyla 16.3, 1.01, 0.97 ve 0.23 kcal/mol'dür. Cu(CO) 3 + Ar için kızılötesi absorpsiyon zirvesi 2205 cm -1 iken Cu(CO) 3 + için 2199 cm -1'dir . Cu (CO) için 4 + Ar, tepe 2198 cm olan -1 Cu (C = O) 2193 ile karşılaştırıldığında 4 + . Cu (CO) için 2 + Ar pik 2221 cm olan -1 argon için 2218.3 karşılaştırıldığında ve CUCO için + Ar pik 2216 cm olan -1 2240,6 cm önemli biçimde farklı -1 CUCO için + . Bu moleküler iyonlar için hesaplamalı olarak tahmin edilen şekiller, CuCO + Ar için doğrusal , Cu(CO) 2 + Ar için hafifçe bükülmüş T şeklinde ve tepesinde argon ve tabanı oluşturan bakır trikarbonil gibi düz bir yıldız olan bir trigonal piramittir.

Argon etiketleme ile incelenen iyonlar arasında n=2 ila 5 olan hidratlı proton H + (H 2 O) n Ar, hidratlı 18-taç-6 eter alkali metal iyonları, hidratlı alkali metal iyonları, geçiş metali asetilen kompleksleri, protonlanmış etilen ve IRO 4 + .

Argon metil katyonları, (ya da methyliumargon) Ar, X , CH 3 + n = 1 ila 8. CH bilinmektedir 3 + bir Y şekli ve atomuna eklenir, argon yukarıda ve daha argon Eğer Y düzleminin altında gitmek atomlar eklenir, bunlar hidrojen atomları ile hizalanır. Δ * H 0 ARCH 3 + 11 kilokalori / mol, ve Ar için 2 CH 3 + o 13.5'te kilokalori / mol (2Ar + CH 3 + ).

Argon ile Boroxyl halka katyonik kompleksler [ARB 3 O 4 ] + [ARB 3 O 5 ] + [ARB 4 O 6 ] + ve [ARB 5 O 7 ] + hazırlanmıştır ile kriyojenik sıcaklıklarda bir lazer buharlaşma ve kızılötesi incelenmiştir gaz fazı spektroskopisi. Argon ve bor arasında güçlü datif bağa sahip ilk büyük kararlı gaz fazı kompleksleriydiler.

endikasyonlar

Sikke metalleri için argonlu diksiyonlar bilinmektedir. Adı Endikasyonlar CuAr bulunur , n + 2 ve agar n + 2 pik CuAr oluşumu ile, n = 1-8 4 + 2 ya da agar 4 + 2 ve AuAr n + 2 , n = 3-7. Dört argon atomuna ek olarak, altı argon atomu kümesinin konsantrasyonu artırılmıştır. Argonun iyonlaşma enerjisi metal atomunun ikinci iyonlaşma enerjisinden daha düşük olduğundan, iki pozitif yüklü iyonların kararlılığı beklenmedik bir durumdur. Bu nedenle metal atomu üzerindeki pozitif ikinci yük, argona hareket etmeli, onu iyonize etmeli ve ardından bir Coulomb patlamasına maruz kalan oldukça itici bir molekül oluşturmalıdır. Ancak bu moleküller kinetik olarak kararlı görünürler ve yükü bir argon atomuna aktarmak için daha yüksek bir enerji durumundan geçmeleri gerekir. Dört argon atomlu kümelerin kare düzlemsel olması ve altılı kümelerin Jahn-Teller etkisi ile oktahedral olması beklenir .

İyon Metal ilk iyonlaşma enerjisi
eV 		Metal ikinci iyonizasyon
eV 		bağlanma enerjisi
eV 		Ayrışma enerjisi
(kJ/mol) 		Bağ uzunluğu
(Å)
Cu 2+ Ar 7.73 20.29 0,439 2.4
Ag 2+ Ar 7,58 21.5 0.199 2.6
Au 2+ Ar 9.22 20.5 0.670 2.6

çok atomlu anyonlar

Süperelektrofilik anyon kompleksinin top ve çubuk modeli [B 12 (CN) 11 ] - Ar ile. B 12 çekirdeği neredeyse ikosahedral simetriye sahiptir. B – pembe, C – gri, N – koyu mavi, Ar – mavi.

Soy gazlarla güçlü bağlar içeren anyon örnekleri son derece nadirdir: genellikle anyonların nükleofilik doğası, negatif elektron afiniteleriyle soy gazlara bağlanamamalarına neden olur . Bununla birlikte, "2017 keşif superelectrophilic anyonların ", gaz fazı parçalanma ürünleri Closo - dodecaborates , kovalent etkileşim önemli derecede bir bor soy gaz bağı içeren kararlı anyonik bileşikler gözlem yol açtı. En reaktif süperelektrofilik anyon [B 12 (CN) 11 ] - , siyanatlı kümenin [B 12 (CN) 12 ] 2- parçalanma ürünü, argonu oda sıcaklığında kendiliğinden bağladığı bildirildi.

katı bileşikler

Armand Gautier, kayanın asitte çözündüğünde serbest kalan argon (ve ayrıca azot) içerdiğini fark etti, ancak argonun kayada nasıl birleştiği bilimsel topluluk tarafından göz ardı edildi.

Fulleren solvatları

Katı buckminsterfullerene , C 60 topları arasında küçük boşluklara sahiptir . 200 MPa basınçta ve 12 saat süresince 200 ° C ısı altında, argon kristal Ar oluşturmak üzere katı halinde aralarına girilebildiği sürece, 1 C 60 . Bu soğuduktan sonra standart koşullarda aylarca stabildir. Argon atomları oktahedral ara yer yerlerini işgal eder. Kristalin kafes boyutu oda sıcaklığında hemen hemen değişmez, ancak saf C biraz daha büyük olan 60 K Ancak, argon 250 K, saf C daha düşük bir ısı altında iplik buckyballs duracak 265 altında 60 .

Katı C 70 fulleren ayrıca 200 MPa basınç altında ve 200 °C sıcaklıkta argonu emecektir. C 70 ·Ar, oktahedral bölgelerde argona sahiptir ve kafes parametresinin 15.001 Å olduğu kübik kristallerle kaya tuzu yapısına sahiptir. Bu , 14.964 A'lık saf C 70 kafes parametresiyle karşılaştırılır , bu nedenle argon kristalleri hafifçe genişlemeye zorlar. C 70 elipsoid bilyeler katı içinde serbestçe dönerler, delikleri dolduran ekstra argon atomları tarafından pozisyonlarına kilitlenmezler. Argon, katı standart koşullarda depolandığında birkaç gün içinde kademeli olarak kaçar, böylece C 70 ·Ar, C 60 ·Ar'dan daha az kararlıdır . Bunun nedeni muhtemelen Ar atomlarının hareket edebileceği kanallara izin veren şekil ve iç rotasyondur.

Tüm fulleren çözülmüş ve kristalize edilmiş , tolüen , katı kristalin bir kısmı olarak dahil toluen ile oluşturabilir. Ancak, bu kristalizasyon yüksek basınçlı bir argon atmosferi altında gerçekleştirilirse, toluen dahil edilmez ve argon ile değiştirilir. Argon daha sonra, çözünmemiş katı fulleren üretmek için ısıtılarak nihai kristalden çıkarılır.

klatrat

Argon, hidrokinon (HOC 6 H 4 OH) 3 •Ar ile bir klatrat oluşturur . 20 atmosfer argon basıncı altında benzenden kristalleştirildiğinde, argon içeren iyi tanımlanmış bir yapı oluşur. Bir argon- fenol klatrat 4C 6 H 5 OH • Ar, aynı zamanda bilinmektedir. 40 kJ/mol bağlanma enerjisine sahiptir. Diğer ikame edilmiş fenoller de argon ile kristalleşebilir. Argon su klatratı, Sulu argon bölümünde açıklanmıştır.

argon diflorür

Argon diflorür, ArF 2 , 57 GPa fazla basınçlarda stabil olduğu tahmin edilmektedir. Elektrik yalıtkanı olmalıdır.

Ne 2 Ar ve Ar 2 Ne

4 K civarında, neon ve argonun katı halde karıştırıldığı iki faz vardır: Ne 2 Ar ve Ar 2 Ne. Kr ile katı argon düzensiz bir karışım oluşturur.

ArH 4

Yüksek basınç altında hidrojen ve oksijen ile stokiyometrik katılar oluşur: Ar(H 2 ) 2 ve Ar(O 2 ) 3 .

Ar(H 2 ) 2 , altıgen C14 MgZn 2 Laves fazında kristalleşir . En az 200 GPa karşı stabil olmakla birlikte, bir AlB 250 GPa değişikliğe tahmin edilir 2 yapı. Daha da yüksek basınçlarda, hidrojen molekülleri parçalanmalı ve ardından metalleşme gelmelidir.

ArO ve ArO 6

Oda sıcaklığında basınç altında oksijen ve argon, farklı kristal yapılara sahip birkaç farklı alaşım oluşturur. Argon atomları ve oksijen molekülleri boyut olarak benzerdir, bu nedenle diğer gaz karışımlarına kıyasla daha fazla karışabilirlik meydana gelir. Katı argon, yapıyı değiştirmeden %5'e kadar oksijeni çözebilir. %50 oksijenin altında altıgen bir kapalı paket faz mevcuttur. Bu, yaklaşık 3GPa'dan 8,5 GPa'ya kadar stabildir. Tipik formül ArO'dur. 5.5 ile 7 GPa arasında daha fazla oksijenle, kübik bir Pm 3 n yapısı mevcuttur, ancak daha yüksek basınç altında I -42 d uzay grubu formuna dönüşür . 8,5 GPa'dan fazla olan bu alaşımlar, katı argon ve ε-oksijenden ayrılır. Kübik yapı 6.9 GPa'da 5.7828 A birim hücre kenarına sahiptir. Temsili formül Ar(O 2 ) 3'tür .

ArHe 2

Kullanılarak yoğunluk-fonksiyonel teorisi ArHe 2 MgCu ile mevcut olduğu tahmin edilmektedir 2 GPa 13.8 altında yüksek basınçlarda Laves faz yapısının. 13,8 GPa'nın üzerinde AlB 2 yapısına dönüşür .

Ar-TON

Basınç altında argon, zeolite eklenir . Argon'un atom yarıçapı 1.8 Å'dir, bu nedenle yeterince büyüklerse gözeneklere girebilir. TON zeolitinin her birim hücresi, 12 neona kıyasla 5 atoma kadar argon içerebilir. Argon aşılanmış TON zeoliti (Ar-TON), boş gözenekler artan basınç altında eliptik hale geldiğinden Ne-TON'dan daha fazla sıkıştırılabilir. Ar-TON atmosferik basınca getirildiğinde, argon yalnızca yavaşça desorbe olur, böylece bir gün boyunca bir kısmı dış basınç olmadan katı içinde kalır.

nikel arjit

140 GPa ve 1500K'da nikel ve argon, NiAr adlı bir alaşım oluşturur. NiAr, oda sıcaklığında ve 99 GPa kadar düşük bir basınçta kararlıdır. Bu sahip yüzey merkezli kübik (FCC) yapısı. Bileşik metaliktir. Her bir nikel atomu, bir oksidan olan bir argon atomuna 0.2 elektron kaybeder. Bu , nikelin oksitleyici olduğu Ni 3 Xe ile çelişir . Bu basınçlarda ArNi bileşiğinin hacmi, ayrı elementlerin hacminden %5 daha azdır. Bu bileşik Dünya'nın çekirdeğinde mevcutsa , jeotermal ısıtma üreten radyoaktif bozunma sırasında üretilmesi gereken argon-40'ın sadece yarısının neden Dünya'da var olduğunu açıklayabilir .

Referanslar

Dış bağlantılar