Argon – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Argon ist nach Stickstoff und Sauerstoff der dritthäufigste Bestandteil der trockenen Luft. Der weitaus größte Teil davon stammt aus dem Gestein der Erde. Kalium-40, ein natürlich radioaktives Isotop des Kaliums, zerfällt langsam unter anderem zu Argon-40, und dieses Gas hat sich über Milliarden Jahre in der Atmosphäre angesammelt.

Entdeckt wurde Argon 1894 von Lord Rayleigh und William Ramsay. Rayleigh war aufgefallen, dass Stickstoff aus der Luft stets etwas schwerer war als Stickstoff, den er aus chemischen Verbindungen gewonnen hatte. Ramsay entfernte den Stickstoff aus einer Luftprobe, indem er ihn mit glühendem Magnesium band, und es blieb ein kleiner Rest eines unbekannten Gases zurück. Für ihre Arbeiten erhielten beide später Nobelpreise, Rayleigh für Physik und Ramsay für Chemie. Argon war das erste Edelgas, das man isolierte; die übrigen folgten in den Jahren danach.

Gewonnen wird Argon heute fast ausschließlich aus der Luft. In Luftzerlegungsanlagen wird Luft so stark abgekühlt, dass sie flüssig wird, und anschließend destilliert. Weil der Siedepunkt von Argon zwischen denen von Stickstoff und Sauerstoff liegt, lässt es sich als eigene Fraktion abtrennen und weiter reinigen. Argon fällt dabei als Nebenprodukt der Sauerstoff- und Stickstoffgewinnung an.

Eigenschaften und Reaktionen

Argon hat die Elektronenkonfiguration [Ne] 3s² 3p⁶. Seine äußere Schale ist mit acht Elektronen voll besetzt, und ein solches Elektronenoktett ist energetisch besonders stabil. Argon steht in Periode 3 und Gruppe 18 bei den Edelgasen. Es gibt Elektronen weder leicht ab, noch nimmt es welche auf, und bildet deshalb unter normalen Bedingungen keine chemischen Verbindungen. Erst bei sehr tiefen Temperaturen gelang es Forschern, eine instabile Verbindung aus Argon, Wasserstoff und Fluor herzustellen.

Argon besteht aus einzelnen Atomen, nicht aus Molekülen. Mit einer Dichte von 1,78 g/L ist es schwerer als Luft. Beim Abkühlen wird es bei -185,8 °C flüssig und bei -189,3 °C fest; flüssiges Argon gibt es unter Normaldruck also nur in einem schmalen Temperaturbereich. In einer Gasentladungsröhre leuchtet Argon violett. Außerdem leitet es Wärme schlechter als Luft.

Argon ist weder giftig noch brennbar. Gefährlich kann es trotzdem werden: Weil es schwerer als Luft ist, sammelt es sich in Kellern, Gruben und Behältern und verdrängt dort den Sauerstoff. Da man es weder sehen noch riechen kann, bemerkt man das nicht, und es besteht Erstickungsgefahr.

Verwendung in Alltag und Technik

Den größten Teil des Argons verbraucht die Metallindustrie. Beim Schutzgasschweißen umhüllt Argon die Schweißstelle und hält Sauerstoff und Stickstoff fern, die das heiße Metall sonst angreifen würden. Vor allem Aluminium und Edelstahl werden so geschweißt. In Stahlwerken bläst man Argon durch die Schmelze, um sie zu durchmischen und gelöste Gase zu entfernen. Bei der Herstellung von Edelstahl hilft ein Gemisch aus Argon und Sauerstoff, den Kohlenstoffgehalt zu senken, ohne dass zu viel Chrom verbrennt. Auch bei der Herstellung von Titan und beim Ziehen von Siliciumkristallen für Computerchips schützt Argon vor unerwünschten Reaktionen.

Im Alltag steckt Argon in Isolierglasfenstern. Der Raum zwischen den Scheiben ist häufig mit Argon gefüllt, das weniger Wärme leitet als Luft und so Heizenergie spart. Glühlampen enthalten Argon, weil das Gas das Verdampfen des Glühfadens bremst, und auch in Leuchtstoffröhren ist es zu finden. Manche Lebensmittel werden unter Argon als Schutzgas verpackt, und manche Taucher füllen ihre Trockenanzüge mit Argon, weil es besser isoliert als Luft.

In Medizin und Forschung kommen Argonlaser und Argonplasma zum Einsatz, etwa in der Augenheilkunde und zur Blutstillung. Geologen nutzen den Zerfall von Kalium zu Argon, um das Alter von Gesteinen zu bestimmen.

Kurz gefragt

Zu welchem Element gehoert die Elektronenkonfiguration [Ar] 4s1?

Häufige Fragen