Argonföreningar

Argonföreningar , de kemiska föreningar som innehåller grundämnet argon , påträffas sällan på grund av argonatomens tröghet . Emellertid har föreningar av argon detekterats i av inert gasmatris , kalla gaser och plasma, och molekylära joner som innehåller argon har tillverkats och även detekterats i rymden. En fast interstitiell förening av argon, Ar1C60, är _{​​stabil vid} rumstemperatur. Ar ₁ C ₆₀ upptäcktes av CSIRO .

Argon joniseras vid 15,76 eV, vilket är högre än väte, men lägre än helium, neon eller fluor. Molekyler som innehåller argon kan vara van der Waals-molekyler som hålls samman mycket svagt av Londons spridningskrafter . Joniska molekyler kan bindas av laddningsinducerade dipolinteraktioner. Med guldatomer kan det finnas någon kovalent interaktion. Flera bor-argonbindningar med signifikanta kovalenta interaktioner har också rapporterats. Experimentella metoder som används för att studera argonföreningar har inkluderat inerta gasmatriser , infraröd spektroskopi för att studera sträcknings- och böjningsrörelser , mikrovågsspektroskopi och långt infraröd för att studera rotation, och även synlig och ultraviolett spektroskopi för att studera olika elektroniska konfigurationer inklusive excimerer . Masspektroskopi används för att studera joner. Beräkningsmetoder har använts för att teoretiskt beräkna molekylparametrar och förutsäga nya stabila molekyler. Computational ab initio metoder som använts har inkluderat CCSD(T) , MP2 ( Møller–Plesset störningsteori av andra ordningen), CIS och CISD. För tunga atomer används effektiva kärnpotentialer för att modellera de inre elektronerna, så att deras bidrag inte behöver beräknas individuellt. Kraftfullare datorer sedan 1990-talet har gjort den här typen av in silico- studier mycket mer populära, eftersom de är mycket mindre riskfyllda och enklare än ett verkligt experiment. Den här artikeln är till största delen baserad på experimentella eller observationsresultat.

Argonfluoridlasern är viktig vid fotolitografi av kiselchips . Dessa lasrar gör en stark ultraviolett emission vid 192 nm.

Argonium

Huvudartikel: Argonium

Argonium (ArH ⁺ ) är en jon som kombinerar en proton och en argonatom. Det finns i det interstellära rymden i diffus atomär vätgas där andelen molekylärt väte H ₂ är i intervallet 0,0001 till 0,001.

Argonium bildas när H ₂ ⁺ reagerar med Ar-atomer:

Ar + H
⁺ ₂ → ArH ⁺ + H

och det produceras också från Ar ⁺ -joner som produceras av kosmiska strålar och röntgenstrålar från neutral argon:

Ar ⁺ + H2 _- > *ArH ⁺ + H 1,49 eV.

När ArH ⁺ möter en elektron kan dissociativ rekombination inträffa, men det är extremt långsamt för elektroner med lägre energi, vilket gör att ArH ⁺ kan överleva mycket längre tid än många andra liknande protonerade katjoner.

ArH ⁺ + e ⁻ → ArH* → Ar + H

Artificiell ArH ⁺ gjord av jordisk Ar innehåller mestadels isotopen ⁴⁰ Ar snarare än den kosmiskt rikliga ³⁶ Ar. Artificiellt görs det genom en elektrisk urladdning genom en argon-väteblandning.

Naturlig förekomst

I krabbnebulosan förekommer ArH ⁺ på flera ställen som avslöjas av emissionslinjer . Den starkaste platsen är i Southern Filament. Detta är också platsen med den starkaste koncentrationen av Ar ⁺ och Ar ²⁺ joner. Kolumndensiteten för ArH ⁺ i krabbanebulosan är mellan 10 ¹² och 10 ¹³ atomer per kvadratcentimeter. Möjligen kommer energin som krävs för att excitera jonerna så att de sedan kan avge, från kollisioner med elektroner eller vätemolekyler. Mot Vintergatans centrum är kolumndensiteten för ArH ⁺ cirka 2 × 10 ¹³ cm ⁻² .

Cluster argon katjoner

Diargonkatjonen Ar ⁺
_eV 2 har en bindningsenergi på 1,29 .

Triargonkatjonen Ar
⁺ ₃ är linjär, men har en Ar−Ar-bindning kortare än den andra. Bondlängder är 2,47 och 2,73 ångströms . Dissociationsenergin till Ar och Ar ²⁺ _är 0,2 eV. I linje med molekylens asymmetri beräknas laddningen som +0,10, +0,58 och +0,32 på varje argonatom, så att den i hög grad liknar Ar
⁺ ₂ bunden till en neutral Ar-atom.

Större laddade argonkluster är också detekterbara i masspektroskopi. Tetraargonkatjonen är också linjär. Ar
⁺ ₁₃ ikosaedriska kluster har en Ar
⁺ ₃ kärna, medan Ar
⁺ ₁₉ är dioktaedriska med en Ar
⁺ ₄ kärna. Den linjära Ar
⁺ ₄ -kärnan har +0,1 laddning på de yttre atomerna och +0,4 laddning på varje eller de inre atomerna. För större laddade argonkluster är laddningen inte fördelad på mer än fyra atomer. Istället attraheras de neutrala yttre atomerna av inducerad elektrisk polarisation. De laddade argonklustren absorberar strålning, från det nära infraröda, genom synligt till ultraviolett. Laddningskärnan, Ar
⁺ ₂ , Ar
⁺ ₃ eller Ar
⁺ ₄ kallas en kromofor . Dess spektrum modifieras av det första skalet av neutrala atomer som är fästa. Större kluster har samma spektrum som de mindre. När fotoner absorberas i kromoforen exciteras den till en början elektroniskt , men sedan överförs energi till hela klustret i form av vibrationer . Överskottsenergi avlägsnas genom att yttre atomer avdunstar från klustret en i taget. Processen att förstöra ett kluster av ljus kallas fotofragmentering .

Negativt laddade argonkluster är termodynamiskt instabila och kan därför inte existera. Argon har en negativ elektronaffinitet .

Argonmonohydrid

Neutral argonhydrid, även känd som argonmonohydrid (ArH), var den första upptäckta ädelgashydriden. J. W. C. Johns upptäckte en emissionslinje av ArH vid 767 nm och tillkännagav fyndet 1970. Molekylen syntetiserades med hjälp av röntgenbestrålning av blandningar av argon med väterika molekyler som H ₂ , H ₂ O , CH ₄ och CH ₃ ÅH . De röntgenexciterade argonatomerna är i 4p-tillståndet.

Argonmonohydrid är instabil i sitt grundtillstånd, 4s, eftersom en neutral inert gasatom och en väteatom stöter bort varandra på normala intermolekylära avstånd. När en ArH* på högre energinivå avger en foton och når grundtillståndet är atomerna för nära varandra, och de stöter bort och bryts upp. Men en van der Waals -molekyl kan existera med en lång bindning. Emellertid kan exciterad ArH* bilda stabila Rydberg-molekyler , även kända som excimerer . Dessa Rydberg-molekyler kan betraktas som en protonerad argonkärna , omgiven av en elektron i ett av många möjliga högre energitillstånd.

  Formation: Ar + ν → Ar*; Ar* + H2 _→ ArH* + H

Istället för diväte kan andra vätehaltiga molekyler också ha en väteatom som abstraheras av exciterad argon, men observera att vissa molekyler binder väte för starkt för att reaktionen ska fortsätta. Till exempel acetylen inte att bilda ArH på detta sätt.

I van der Waals-molekylen ArH beräknas bindningslängden till cirka 3,6 Å och dissociationsenergin beräknas till 0,404 kJ/mol (33,8 cm ⁻¹ ). Bindningslängden i ArH* beräknas till 1,302 Å.

Spektrum av argonmonohydrid, både ArH* och Ar D *, har studerats. Det lägsta bundna tillståndet kallas A ² Σ ⁺ eller 5s. Ett annat lågt liggande tillstånd är känt som 4p, som består av C ² Σ ⁺ och B ² π tillstånd. Varje övergång till eller från högre nivåer motsvarar ett band. Kända band är 3p → 5s, 4p → 5s, 5p → 5s (bandursprung 17 486 , 527 cm ⁻¹ ), 6p → 5s (bandursprung 21 676 , 90 cm ⁻¹ ) 3dσ → 4p, → 0 cm (ππ → 6p, → 0 cm) ⁻¹ ), 3dδ → 4p (8200–8800 cm ⁻¹ ), 4dσ → 4p ( 15 075 cm ⁻¹ ), 6s → 4p (7400–7950 cm ⁻¹ ), 7s → 4p (förutspådd vid 13 −170 cm ⁻¹⁷⁾ , men skymd), 8s → 4p ( 16 750 cm ⁻¹ ), 5dπ → 4p ( 16 460 cm ^{−1 )} 0,1 7 , 5p → 6s (bandursprung 3681,171 cm ⁻¹ ), 4f → 5s ( och 02 682 ) 0,90 cm ^-1 bandursprung för ArD och ArH), 4f → 3dπ (7548,76 och 7626,58 ccm ^-1 ), 4f → 3dδ (6038,47 och 6026,57 cm ^-1 ), 4f → 3d1σ för 43 cm (43) ^. Övergångarna som går till 5s, 3dπ → 5s och 5dπ → 5s, är starkt predissocierade, vilket gör linjerna suddiga. I UV-spektrumet finns ett kontinuerligt band från 200 till 400 nm. Detta band beror på två olika högre tillstånd: B ² Π → A ² Σ ⁺ strålar över 210–450 nm, och E ² Π → A ² Σ ⁺ är mellan 180 och 320 nm. Ett band i det nära infraröda området från 760 till 780 nm.

Andra sätt att göra ArH inkluderar ett urladdningsrör av Penning -typ eller andra elektriska urladdningar. Ytterligare ett sätt är att skapa en stråle av ArH ⁺ (argonium) joner och sedan neutralisera dem i laseraktiverad cesiumånga . Genom att använda en stråle kan livslängden för de olika energitillstånden observeras, genom att mäta profilen för elektromagnetisk energi som emitteras vid olika våglängder. E ² π-tillståndet för ArH har en strålningslivslängd på 40 ns. För ArD är livslängden 61 ns. B ² Π-tillståndet har en livslängd på 16,6 ns i ArH och 17 ns i ArD.

Argonpolyhydrider

Argon-divätekatjonen ArH
⁺ ₂ har förutspåtts existera och kunna detekteras i det interstellära mediet . Den har dock inte upptäckts 2021. ArH
⁺ ₂ förutspås vara linjär i formen Ar−H−H. H−H-avståndet är 0,94 Å. Dissociationsbarriären är endast 2 kcal/mol (8 kJ/mol), och ArH
⁺ ₂ förlorar lätt en väteatom för att ge ArH ⁺ . Kraftkonstanten för ArH-bindningen i denna är 1,895 m dyn /Å2 ⁽ 1,895   × 10 12 ^Pa ) .

Argon-trivätekatjonen ArH
⁺ ₃ har observerats i laboratoriet. ArH2D ⁺ _, ArHD
⁺ ₂ och ArD
⁺ ₃ har också observerats . Argon-trivätekatjonen är plan till formen, med en argonatom utanför spetsen på en triangel av väteatomer.

Argoxonium

Aroxoniumjonen ArOH ⁺ förutspås vara böjd molekylär geometri i 1 ¹ A'-tillståndet. ³ Σ ⁻ är ett tripletttillstånd 0,12 eV högre i energi, och ³ A″ är ett tripletttillstånd 0,18 eV högre. Ar−O-bindningen förutsägs vara 1,684 Å lång och ha en kraftkonstant på 2,988 mdyne/Å2 ⁽ 2,988   × 10 12 ^Pa ) .

ArNH ⁺

ArNH ⁺ är en möjlig jonisk molekyl att detektera i labbet och i rymden, eftersom atomerna som utgör den är vanliga. ArNH ⁺ förutspås vara svagare bundet än ArOH ⁺ , med en kraftkonstant i Ar−N-bindningen på 1,866 mdyne/Å ² (   1,866 × 10 ¹² Pa ). Vinkeln vid kväveatomen förutspås vara 97,116° . Ar−N-längderna bör vara 1,836 Å och N−H-bindningslängden skulle vara 1,046 Å

Argon dikväve katjon

Det linjära katjoniska argon-dikvävekomplexet har också upptäckts i labbet:

Ar + N
⁺ ₂ → ArN
⁺ ₂ fotodissociation → Ar ⁺ + _N2 .

Dissociationen ger Ar ⁺ , eftersom detta är ett högre energitillstånd. Bindningsenergin är 1,19 eV. Molekylen är linjär. Avståndet mellan två kväveatomer är 1,1 Å. Detta avstånd liknar det för neutral N ₂ snarare än det för N
⁺ ₂ -jon. Avståndet mellan ett kväve och argonatomen är 2,2 Å. Vibrationsbandets ursprung för kvävebindningen i ArN
⁺ ₂ ( V = 0 → 1) är 2272,2564 cm ⁻¹ jämfört med N ₂ ⁺ vid 2175 och N ₂ vid 2330 cm ⁻¹ .

I processen för fotodissociation är det tre gånger mer sannolikt att ge Ar ⁺ + N ₂ jämfört med Ar + N
⁺ ₂ .

ArHN
⁺ ₂

ArHN
⁺ ₂ har producerats i en supersonisk jetexpansion av gas och detekterats med Fourier transform mikrovågsspektroskopi . Molekylen är linjär, med atomerna i ordningen Ar−H−N−N. Ar−H-avståndet är 1,864 Å. Det finns en starkare bindning mellan väte och argon än i ArHCO ⁺ .

Molekylen bildas genom följande reaktion:

ArH ⁺⁺ N2 → ArHN
⁺ ₂ . _{_}

Bis(kväve)argonkatjon

Argonjonen kan binda två molekyler av dikväve (N ₂ ) för att ge ett jonkomplex med linjär form och struktur N=N− + Ar −N=N. N=N-bindningslängden är 1,1014 Å, och kväve-till-argonbindningens längd är 2,3602 Å. Det krävs 1,7 eV energi för att bryta isär detta till N ₂ och ArN
⁺ ₂ . Bandets ursprung för ett infrarött band på grund av antisymmetrisk vibration av N=N-bindningarna är 2288,7272 cm ⁻¹ . Jämfört med N ₂ är den rödförskjuten 41,99 cm ⁻¹ . Molekylens grundtillståndsrotationskonstant är 0,034 296 cm ⁻¹ .

Ar(N
₂ )
⁺ ₂ produceras genom en överljudsexpansion av en 10:1 blandning av argon med kväve genom ett munstycke, som påverkas av en elektronstråle .

ArN2O ⁺ _{_} _

ArN ₂ O ⁺ absorberar fotoner i fyra violetta–ultravioletta våglängdsband som leder till sönderdelning av molekylen. Banden är 445–420, 415–390, 390–370 och 342 nm.

ArHCO ⁺

ArHCO ⁺ har producerats i en supersonisk jetexpansion av gas och detekterats av Fabry-Perot-typ Fourier transform mikrovågsspektroskopi.

Molekylen är gjord av denna reaktion

ArH ⁺⁺ CO → ArHCO ⁺ .

Koldioxid–argonjon

ArCO
⁺ ₂ kan exciteras för att bilda ArCO
⁺ ₂ * där den positiva laddningen flyttas från koldioxiddelen till argon. Denna molekyl kan förekomma i den övre atmosfären. Experimentellt är molekylen gjord av en lågtrycksargongas med 0,1 % koldioxid , bestrålad av en 150 V elektronstråle . Argon joniseras och kan överföra laddningen till en koldioxidmolekyl. Dissociationsenergin för ArCO
⁺ ₂ är 0,26 eV.

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

van der Waals molekyler

Neutrala argonatomer binder mycket svagt till andra neutrala atomer eller molekyler för att bilda van der Waals-molekyler . Dessa kan göras genom att expandera argon under högt tryck blandat med atomerna av ett annat grundämne. Expansionen sker genom ett litet hål till ett vakuum och resulterar i kylning till temperaturer några grader över absolut noll. Vid högre temperaturer kommer atomerna att vara för energiska för att hålla ihop genom de svaga spridningskrafterna i London . Atomerna som ska kombineras med argon kan framställas genom förångning med laser eller alternativt genom elektrisk urladdning. De kända molekylerna inkluderar AgAr, Ag2Ar _, NaAr, KAr, MgAr, CaAr, SrAr, ZnAr, CdAr, HgAr, SiAr, InAr, CAr, GeAr, SnAr och BAr. SiAr tillverkades av kiselatomer härledda från Si( _CH3 ) ₄ .

Förutom de mycket svagt bundna van der Waals-molekylerna finns det elektroniskt exciterade molekyler med samma formel. Som en formel kan dessa skrivas ArX*, med "*" som indikerar ett exciterat tillstånd . Atomerna är mycket starkare bundna med en kovalent bindning. De kan modelleras som en ArX ⁺ omgiven av ett skal med högre energi med en elektron. Denna yttre elektron kan förändra energi genom att byta fotoner och kan så fluorescera. Den mycket använda argonfluoridlasern använder ArF* excimer för att producera stark ultraviolett strålning vid 192 nm. Argonkloridlasern som använder ArCl* producerar ännu kortare ultraviolett ljus vid 175 nm, men är för svag för applicering. Argonkloriden i denna laser kommer från argon- och klormolekyler.

Argonkluster

Kyld argongas kan bilda kluster av atomer. Diargon , även känd som argon-dimeren, har en bindningsenergi på 0,012 eV, men Ar _13- och Ar ₁₉ -klustren har en sublimeringsenergi (per atom) på 0,06 eV. För flytande argon, som skulle kunna skrivas som Ar _∞ , ökar energin till 0,08 eV. Kluster med upp till flera hundra argonatomer har upptäckts. Dessa argonkluster är icosaedriska till formen, bestående av skal av atomer arrangerade runt en central atom. Strukturen ändras för kluster med mer än 800 atomer för att likna en liten kristall med en ansiktscentrerad kubisk (fcc) struktur, som i solid argon. Det är ytenergin som upprätthåller en ikosaedrisk form, men för större kluster kommer inre tryck att locka atomerna till ett fcc-arrangemang. Neutrala argonkluster är transparenta för synligt ljus.

Diatomiska van der Waals-molekyler

Molekyl	Bindningsenergi jord Σ tillstånd (cm −1 )	Bindningsenergi exciterat Π-tillstånd (cm −1 )	Jordtillståndsbindningslängd (Å )	Exciterat tillståndsbindningslängd ( Å)	CAS-nummer
ArH					30736-04-0
ArHe					12254-69-2
Lögnare	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
Redskap
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* bildas också när dioxygen som fångas i en argonmatris utsätts för vakuum ultraviolett . Det kan detekteras genom dess luminescens:

    O2 + hv → O
⁺ ₂ + ^e- ; _{_} O
⁺ ₂ + e ^- → 20*; O* + Ar → ArO*.

Ljus som emitteras av ArO* har två huvudband, ett på 2,215 eV och ett svagare vid 2,195 eV.

Argonsulfid, ArS* luminescerar i det nära infraröda vid 1,62 eV. ArS är gjord av UV-bestrålad OCS i en argonmatris. De exciterade tillstånden varar i 7,4 och 3,5 μs för spektrumtopp respektive band.

Triatomiska van der Waals-molekyler

Klustermolekyler som innehåller diklor och mer än en argonatom kan tillverkas genom att tvinga en 95:5 blandning av helium och argon och ett spår av klor genom ett munstycke. ArCl2 finns i en T-form _. Ar ₂ Cl ₂ har en förvrängd tetraederform, med de två argonatomerna 4,1 Å från varandra och deras axel 3,9 Å från Cl ₂ . Van der Waals bindningsenergi är 447 cm ⁻¹ . Ar ₃ Cl ₂ finns också med en van der Waals bindningsenergi på 776 cm ⁻¹ .

Den linjära Ar·Br ₂ -molekylen har ett kontinuerligt spektrum för brommolekyl X → B-övergångar. Spektrum av brom är blåskiftat och sprids ut när det binder en argonatom.

ArI ₂ visar ett spektrum som lägger till satellitband till de högre vibrationsbanden av I ₂ . ArI ₂ -molekylen har två olika isomerer, en form är linjär och den andra är T-formad. Dynamiken i ArI ₂ är komplex. Uppdelning sker genom olika vägar i de två isomererna. T-formen genomgår intramolekylär vibrationsavslappning, medan den linjära direkt bryter isär. Dijodkluster, I ₂ Ar _n har gjorts.

ArClF-klustret har en linjär form. Argonatomen är närmast kloratomen.

Linjär ArBrCl kan också omarrangeras till ArClBr, eller en T-formad isomer.

Flera argonatomer kan " solvatera " en vattenmolekyl som bildar ett monolager runt H ₂ O. Ar ₁₂ · H ₂ O är särskilt stabil, har en ikosaedrisk form. Molekyler från Ar·H2O _till Ar14 _{· H2O} har studerats.

ArBH framställdes från bormonohydrid (BH) som i sin tur skapades från diboran med hjälp av en ultraviolett 193 nm laser. BH-argonblandningen expanderades genom ett munstycke med 0,2 mm diameter till ett vakuum. Gasblandningen kyls och Ar och BH kombineras för att ge ArBH. Ett bandspektrum som kombinerar den elektroniska övergången A ¹ Π←X ¹ Σ ^{+ med vibration och rotation kan observeras.} BH har singlettspinn, och detta är det första kända van der Waals-komplexet med ett singlettspinnpar av atomer. För denna molekyl är rotationskonstanten 0,133 cm ⁻¹ , dissociationsenergin är 92 cm ⁻¹ och avståndet från argon till boratom är 3,70 Å. ArAlH är också känt för att existera.

MgAr2 är också känt _.

Polyatomiska van der Waals-molekyler

Vissa linjära polyatomiska molekyler kan bilda T-formade van der Waals-komplex med argon. Dessa inkluderar NCCN , koldioxid , dikväveoxid , acetylen , koloxisulfid och ClCN . Andra fäster argonatomen i ena änden för att fortsätta att vara linjär, inklusive HCN .

Andra polyatomiska van der Waals-föreningar av argon inkluderar de av fluorbensen , formylradikal (ArHCO), 7-azaindol, glyoxal , natriumklorid (ArNaCl), ArHCl och cyklopentanon .

Molekyl	namn	Grundtillståndets bindningsenergi (cm −1 )	Närmast position eller atom till argon	Grundtillståndsbindningslängd för Ar (Å)	Bindningsvinkel från atom (grader)	Bind sträckkraft eller frekvens	dipolmoment D	CAS-nummer	referenser
( CH3 ) 2F2Si · Ar _	Difluordimetylsilan – argon
CH2F2 · Ar _ _	Difluormetan – argon		F	3,485	58,6
CF3CN _ _	trifluormetylcyanidargon _		C1	3,73	77			947504-98-5
CF2HCH3 · Ar _ _	1,1-difluoretan -argon		F					–
CH 2 FCH 2 F·Ar	1,2-difluoretan -argon	181	F	3,576	61			264131-14-8
CH3CHO · Ar	Acetaldehyd argon	161	C-1	3,567	76,34			158885-13-3
C2H4O · Ar _ _	oxiran argon	200	O	3,606 (CM)	72,34
ArBF 3	Bortrifluorid argon		B	3,325	på axeln ArBF ≈90,5°	0,030 mdyn/Å	0,176
ArC6H6 _ _ _	bensen -argon		på sexfaldig axel	3,53 från planet			0,12
ArPF 3	argonfosfortrifluoridkomplex _ _		P	3.953 från massans centrum	70,3° på PF 2 -sidan
Ar-NCCN	argon- cyanogen van der Waals-komplex		molekylens centrum	3,58	90° T form	30 cm −1	0,0979
DCCDAr	argon-deutererad acetylen		molekylens centrum	3,25	90° T form	0,0008 mdyn/Å / 8,7 cm −1
SO 3 Ar	svaveltrioxid argon		S	3,350	på axeln 90° från SO-bindning	0,059 mdyn/Å / 61 cm −1
Ar•HCCH	acetylenargon				T-form
OCS•Ar
CH 3 OH•Ar
CH 3 Cl•Ar
	Pyridin argon
	Pyrrol argon

Vattenhaltig argon

Argon löst i vatten får pH att stiga till 8,0, uppenbarligen genom att minska antalet syreatomer som är tillgängliga för att binda protoner.

Med is bildar argon ett klatrathydrat . Upp till 0,6 GPa har klatratet en kubisk struktur. Mellan 0,7 och 1,1 GPa har klatratet en tetragonal struktur. Mellan 1,1 och 6,0 GPa är strukturen kroppscentrerad ortorombisk. Över 6,1 GPa omvandlas klatratet till fast argon och is VII . Vid atmosfärstryck är klatratet stabilt under 147 K. Vid 295 K är argontrycket från klatratet 108 MPa.

Argonfluorhydrid

Argonfluorhydrid var en viktig upptäckt i föryngringen av studiet av ädelgaskemi. HArF är stabil i fast form vid temperaturer under 17 K. Den framställs genom fotolys av vätefluorid i en fast argonmatris. HArArF skulle ha en så låg barriär mot nedbrytning att den sannolikt aldrig kommer att observeras. HBeArF förutspås dock vara mer stabil än HArF.

Uranföreningar

CUO i en fast argonmatris kan binda en eller ett fåtal argonatomer för att ge CUO·Ar, CUO·Ar3 _eller CUO· _Ar4 . CUO själv tillverkas genom att uranatomer förångas till kolmonoxid . Uran fungerar som en stark Lewis-syra i CUO och bildar bindningar med energier på cirka 3,2 kcal/mol (13,4 kJ/mol) med argon. Argon fungerar som en Lewis-bas . Dess elektrontäthet sätts in i en tom 6d orbital på uranatomen. Spektrum för CUO ändras av argon så att U−O-sträckningsfrekvensen ändras från 872,2 till 804,3 cm ⁻¹ och U−C-sträckningsfrekvensen från 1047,3 till 852,5 cm ⁻¹ . Den signifikanta förändringen i spektrumet uppstår eftersom CUO ändras från ett singletttillstånd (i gasfas eller fast neon) till ett tripletttillstånd, med argon- eller ädelgaskomplexbildning. Argon-uranbindningens längd är 3,16 Å. Detta är kortare än summan av atomradier för U och Ar på 3,25 Å, men betydligt längre än en normal kovalent bindning till uran. Till exempel är U−Cl i UCl ₆ 2,49 Å. När xenon ingår i den fasta argonmatrisen upp till några procent bildas ytterligare van der Waals-molekyler: CUO·Ar ₃ Xe, CUO·Ar ₂ Xe ₂ , CUO·ArXe ₃ och CUO·Xe ₄ . På liknande sätt kan krypton ersätta argon i CUO·Ar ₃ Kr, CUO·Ar ₂ Kr ₂ , CUO·ArKr ₃ och CUO·Kr ₄ . Formen på dessa molekyler är ungefär oktaedrisk , med ett urancentrum och med ädelgasatomerna runt ekvatorn.

UO+2 kan binda upp till fem ädelgasatomer i en ring runt en linjär O= + U = O-kärna. Dessa molekyler produceras när uranmetall laserablateras till dioxygen. Detta producerar UO, UO ₂ , UO ₃ , U ⁺ och viktigare UO
⁺ ₂ . UO
⁺ ₂ kondenseras sedan till en ädelgasmatris, antingen ett rent grundämne eller en blandning. Tyngre ädelgasatomer tenderar att tränga undan de lättare atomerna. Joniska molekyler som produceras på detta sätt inkluderar UO
₂ Ne
₄ Ar ⁺
, UO
₂ Ne
₃ Ar
⁺ ₂ , UO
₂ Ne
₂ Ar
⁺ ₃ , UO
₂ NeAr
⁺ ₄ , UO
₂ Ar
⁺ ₅ , UO
₂ Ar
₄ Kr ⁺
, UO
₂ Ar
₃ Kr
⁺ ₂ , UO
₂ Ar
₂ Kr
⁺ ₃ , UO
₂ ArKr
⁺ ₄ , UO
₂ Ar
₄ Xe ⁺
, UO
₂ Ar
₃ Xe
⁺ ₂ , UO
₂ Ar
₂ Xe
⁺ ₃ , och UO
₂ ArXe
⁺ ₄ , som identifieras av en förskjutning i den antisymmetriska sträckningsfrekvensen U=O.

Neutral UO ₂ kondenserad i fast argon omvandlas från ett elektroniskt tillstånd till ett annat av argonatomliganderna. I argon är elektronkonfigurationen 5f ² (δφ) medan den i neon är 5f ¹ 7s ¹ (tillståndet ³ H _4g jämfört med ³ Φ _2u ). Detta beror på att argonatomerna har en större antibindningsinteraktion med 7s ¹ -elektronen, vilket tvingar den in i ett annat underskal. Den argonerade sammansättningen har en sträckningsfrekvens på 776 cm ⁻¹ jämfört med 914,8 cm ⁻¹ i neon . Argon-urandioxidmolekylen är sannolikt UO ₂ Ar ₅ .

Berylliumoxid

När berylliumatomer reagerar med syre i en fast argonmatris (eller beryllia förångas in i matrisen) kommer ArBeO att bildas och kan observeras av dess infraröda spektrum. Berylliamolekylen är starkt polariserad och argonatomen attraheras till berylliumatomen. Bindningsstyrkan för Ar−Be beräknas till 6,7 kcal/mol (28 kJ/mol). Ar−Be-bindningslängden förutsägs vara 2,042 Å.

Den cykliska Be ₂ O ₂ -molekylen kan binda två argonatomer, eller en argon tillsammans med en annan ädelgasatom.

Analogt bildar beryllium som reagerar med vätesulfid och fångas i en argonmatris vid 4 K ArBeS. Den har en bindningsenergi som beräknas till 12,8 kcal/mol (54 kJ/mol).

ArbeO2CO ( _{berylliumkarbonat} ) har framställts (tillsammans med Ne-, Kr- och Xe-addukter).

Den cykliska berylliumsulfitmolekylen kan också koordinera en argonatom till berylliumatomen i fast neon eller argonmatris.

Karbonylföreningar

Grupp 6 element kan bilda reaktiva pentakarbonyler som kan reagera med argon. Dessa var faktiskt argonföreningar som upptäcktes 1975 och var kända innan upptäckten av HArF, men förbises vanligtvis. Volfram bildar normalt en hexakarbonyl , men när den utsätts för ultraviolett strålning bryts den till en reaktiv pentakarbonyl. När detta kondenseras till en ädelgasmatris varierar det infraröda och UV-spektrumet avsevärt beroende på vilken ädelgas som används. Detta beror på att den närvarande ädelgasen binder till den lediga positionen på volframatomen. Liknande resultat förekommer även med molybden och krom . Argon är endast mycket svagt bundet till volfram i ArW(CO) ₅ . Ar−W-bindningslängden förutspås vara 2,852 Å. Samma ämne produceras under en kort tid i superkritisk argon vid 21 °C. För ArCr(CO) ₅ är bandmaximum vid 533 nm (jämfört med 624 nm i neon och 518 nm i krypton ). Bildandet av 18-elektronkomplex var spektrumförskjutningen på grund av olika matriser mycket mindre, bara runt 5 nm. Detta indikerar tydligt bildandet av en molekyl med hjälp av atomer från matrisen.

Andra karbonyler och komplexbundna karbonyler har också rapporter om bindning till argon. Dessa inkluderar Ru(CO) _{2 (} PMe3 ₎ 2Ar _, Ru(CO) ₂ ( dmpe ) _2Ar , n6 ^- C6H6Cr (CO _{) 2Ar} . Det finns också bevis för ArHMn(CO) ₄ , ArCH3Mn (CO) ₄ och fac -( η2 ^- dfepe)Cr(CO _{) 3Ar} .

Andra ädelgaskomplex har studerats genom fotolys av karbonyler lösta i flytande ädelgas, möjligen under tryck. Dessa Kr- eller Xe-komplex sönderfaller på tidsskalan av sekunder, men argon verkar inte ha studerats på detta sätt. Fördelen med flytande ädelgaser är att mediet är helt transparent för infraröd strålning, vilket behövs för att studera bindningsvibrationen i det lösta ämnet.

Försök har gjorts att studera karbonyl-argon-addukter i gasfasen, men interaktionen verkar vara för svag för att observera ett spektrum. I gasformen breddas absorptionslinjerna till band på grund av rotation som sker fritt i en gas. Argonaddukterna i vätskor eller gaser är instabila eftersom molekylerna lätt reagerar med andra fotolysprodukter, eller dimeriserar , vilket eliminerar argon.

Myntmetallmonohalider

Argonmyntmetallmonohalider var de första ädelgasmetallhalider som upptäcktes när metallmonohalogenidmolekylerna fördes genom en argonstråle. Det hittades först i Vancouver år 2000. ArMX med M = Cu , Ag eller Au och X = F , Cl eller Br har framställts. Molekylerna är linjära. I ArAuCl är Ar−Au-bindningen 2,47 Å, sträckningsfrekvensen är 198 cm ⁻¹ och dissociationsenergin är 47 kJ/mol. ArAgBr har också gjorts. ArAgF har en dissociationsenergi på 21 kJ/mol. Ar−Ag-bindningslängden i dessa molekyler är 2,6 Å. ArAgCl är isoelektronisk med AgCl
⁻ ₂ som är mer känt. Ar−Cu-bindningslängden i dessa molekyler är 2,25 Å.

Övergångsmetalloxider

I en fast argonmatris bildar VO _{2 VO 2} Ar ₂ och VO ₄ bildar VO ₄ ·Ar med bindningsenergi beräknad till 12,8 och 5,0 kcal/mol (53 och 21 kJ/mol). Skandium i form av ScO ⁺ koordinerar fem argonatomer för att ge ScOAr
⁺ ₅ . dessa argonatomer kan ersättas med antal krypton- eller xenonatomer för att ge ännu fler blandade ädelgasmolekyler. Med yttrium binder YO ⁺ sex argonatomer, och även dessa kan ersättas med olika antal krypton- eller xenonatomer.

När det gäller övergångsmetallmonoxider bildar inte ScO, TiO och VO en molekyl med en argonatom. Men CrO, MnO, FeO, CoO och NiO kan var och en koordinera en argonatom i en fast argonmatris. Metallmonoxidmolekylerna kan framställas genom laserablation av metalltrioxiden, följt av kondensation på fast argon. ArCrO absorberar vid 846,3 cm ^-1 , ArMnO vid 833,1, ArFeO vid 872,8, ArCoO vid 846,2, Ar58 ^NiO vid 825,7 och Ar60 ^NiO vid 822,8 cm ^-1 . Alla dessa molekyler är linjära.

Det finns också anspråk på argonbildande koordinationsmolekyler i 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 ) _{2Ar2 ,} Rh ( r2-02 ₎ 2 ( rıi ^- OO ₎ Ar ^.

Volframtrioxid , WO3 , och volframdioxidmonosuperoxid (η2 ^- _O2 ) WO2 kan _{båda koordinera} argon i en argonmatris. Argon kan ersättas med xenon eller molekylärt syre för att göra xenonkoordinerade föreningar eller superoxider. För WO ₃ Ar är bindningsenergin 9,4 kcal/mol och för (η ² -O ₂ )WO ₂ är den 8,1 kcal/mol.

Andra övergångsmetallföreningar

ArNiN ₂ binder argon med 11,52 kcal/mol. Böjningsfrekvensen för ArN ₂ ändras från 310,7 till 358,7 cm ⁻¹ när argon fäster till nickelatomen.

Andra joner

Några andra observerade binära joner som innehåller argon inkluderar BaAr ²⁺ och BaAr
²⁺ ₂ , VAR ⁺ , CrAr ⁺ , FeAr ⁺ , CoAr ⁺ och NiAr ⁺ .

Guld- och silverklusterjoner kan binda argon. Kända
₊ joner är ^och
_{_
3} , Au3Ar ⁺
,
₊ 3 Au3Ar
⁺ ₂ , Au3Ar
₊ Au2AgAr ₃ ^.
AuAg2Ar _ _
_{_} _
^_ _{_} _ Dessa har en triangulär formad metallkärna med argon bunden vid hörnen.

ArF ⁺ bildas i reaktionen

F
⁺ ₂ + Ar → ArF ⁺ + F

och även

Ar ⁺ + F2 _→ ArF ⁺ + F.

och även

SF2
⁺ ₄ + Ar → ArF ⁺⁺ SF
⁺ ₃ .

Jonerna kan produceras av ultraviolett ljus vid 79,1 nm eller mindre. Joniseringsenergin för fluor är högre än för argon, så uppdelning sker på följande sätt:

ArF ⁺ → Ar ⁺ + F.

₀₀ Millimetervågspektrumet för ArF ⁺ mellan 119,0232 och 505,3155 GHz har mätts för att beräkna molekylkonstanter B = 14,878 8204 GHz , D = 28,718 kHz. Det finns en möjlighet att ett fast salt av ArF ⁺ skulle kunna framställas med SbF
⁻ ₆ eller AuF−6 anjoner.

Exciterade eller joniserade argonatomer kan reagera med molekylär jodgas för att ge ArI ⁺ Argonplasma används som joniseringskälla och bärargas i induktivt kopplad plasmamasspektrometri . Denna plasma reagerar med prover för att producera monoatomiska joner, men bildar också argonoxid (ArO ⁺ ) och argonnitrid (ArN ⁺ ) katjoner, vilket kan orsaka isobarisk interferens med detektion och mätning av järn-56 ( ⁵⁶ Fe) och järn-54 ( ⁵⁴ Fe) respektive inom masspektrometri. Platina som finns i rostfritt stål kan bilda platinaargid (PtAr ⁺ ) som stör detekteringen av uran-234 som kan användas som spårämne i akviferer. Argonkloridkatjoner kan störa detekteringen av arsenik eftersom Ar ³⁵ Cl ⁺ har ett förhållande mellan massa och laddning nästan identiskt med det för arseniks ena stabila isotop, 75 ^As . Under dessa omständigheter kan ArO ⁺ avlägsnas genom reaktion med _NH3 . Alternativt elektrotermisk förångning eller användning av heliumgas undvika dessa störningsproblem. Argon kan också bilda en anjon med klor, ArCl ⁻ , även om detta inte är ett problem för masspektrometritillämpningar eftersom endast katjoner detekteras.

Argonboryniumjonen, BAr ⁺ produceras när BBr ⁺ vid energier mellan 9 och 11 eV reagerar med argonatomer. 90% av den positiva laddningen finns på argonatomen.

ArC ⁺ -joner kan bildas när argonjoner påverkar kolmonoxid med energier mellan 21 och 60 eV. Men fler C ⁺ -joner bildas och när energin är på överkanten är O ⁺ högre.

ArN ⁺ kan bildas när argonjoner påverkar kväve med energier mellan 8,2 och 41,2 eV och toppar runt 35 eV. Men mycket mer N
⁺ ₂ och N ⁺ produceras.

ArXe ⁺ hålls samman med en styrka på 1445 cm ⁻¹ när den är i det elektroniska X-tillståndet, men 1013 cm ⁻¹ när den är i B-exciterat tillstånd.

Metall-argon-katjoner kallas "argider". Argidjonerna som produceras under masspektroskopi har högre intensitet när jonens bindningsenergi är högre. Övergångselement har högre bindnings- och jonflödesintensitet jämfört med huvudgruppselement. Argider kan bildas i plasman genom att exciterade argonatomer reagerar med en annan elementatom, eller genom att en argonatom binder till en annan jon:

Ar ⁺⁺ M → ^{ArM ++} e- ; M ⁺⁺ Ar → ArM ⁺ .

Dubbelladdade katjoner, kallade superelektrofiler , kan reagera med argon. Joner som produceras inkluderar ArCF
²⁺ ₂ ArCH
⁺ ₂ , ArBF
⁺ ₂ och ArBF ²⁺
innehållande bindningar mellan argon och kol eller bor.

Dubbeljoniserad acetylen HCCH ²⁺ reagerar ineffektivt med argon för att ge HCCAr ²⁺ . Denna produkt konkurrerar med bildandet av Ar ⁺ och argonium.

SiF
²⁺ ₃ -jonen reagerar med argon för att ge ArSiF
²⁺ ₂ .

Jon	Bindningslängd (Å)	Dissociationsenergi (kJ/mol)	Exciterat tillståndsbindningslängd (Å)	Exciterad tillståndsdissociationsenergi
ArH +		3,4 eV
LiAr +	2,343	0,30 eV
BeAr +		4100 cm −1
BAr +	2,590	210
ArC +
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 +		0,31 eV
VAR +	2,65	0 37,D =2974 cm -1
CrAr +		0 28,D =2340
MnAr +		0,149 eV
FeAr +		0,11 eV
CoAr +	2,385	0 49,D =4111 cm −1
NiAr +		0 53,D =4572
CuAr +		0,53 eV
ZnAr +	2,72	0 0,25 eV, D =2706 cm −1
GaAr +
AsAr +
RbAr +
SrAr +		800
ZrAr +	2,72	0 D = 2706 cm −1	3.050	1179 cm −1
NbAr +	2,677	0 37,D =3106 cm -1
AgAr +
InAr +
ArI +
BaAr +		600 cm −1

Polyatomiska katjoner

Metalljoner kan också bildas med mer än en argonatom, i ett slags argonmetallkluster. Olika storlekar metalljoner i mitten av ett kluster kan passa olika geometrier av argonatomer runt jonen. Argider med flera argonatomer har detekterats i masspektrometri. Dessa kan ha variabla antal argon anslutna, men det finns magiska tal, där komplexet oftare har ett visst antal, antingen fyra eller sex argonatomer. Dessa kan studeras med masspektrometeranalys och genom fotodissociationsspektrum. Andra studiemetoder inkluderar Coulomb explosionsanalys . Argon-märkning är en teknik där argonatomer är svagt bundna till en molekyl som studeras. Det resulterar i en mycket lägre temperatur på de taggade molekylerna, med skarpare infraröda absorptionslinjer. De argonmärkta molekylerna kan störas av fotoner med en viss våglängd.

Litiumjoner lägger till argonatomer för att bilda kluster med mer än hundra argonatomer. Klusterna Li ⁺ Ar ₄ och Li ⁺ Ar ₄ är särskilt stabila och vanliga. Beräkningar visar att de små klustren alla är ganska symmetriska. Li ⁺ Ar ₂ är linjär, Li ⁺ Ar ₃ är platt och triangulär formad med D _3h symmetri, Li ⁺ Ar ₄ är tetraedrisk, Li ⁺ Ar ₅ kan vara en kvadratisk pyramid eller trigonal bipyramidform . Li ⁺ Ar ₆ är en oktaederform med Li i mitten. Li ⁺ Ar ₇ eller något större kluster har en kärnoktaeder av argonatomer med en eller flera triangulära ytor täckta av andra argonatomer. Bindningen är mycket svagare, vilket förklarar deras större brist.

⁰ Natrium bildar kluster med argonatomer med toppar vid numren 8, 10, 16, 20, 23, 25 och 29, och även vid de ikosaedriska talen 47, 50, 57, 60, 63, 77, 80, 116 och 14gon atomer. Detta inkluderar det kvadratiska antiprismat (8) och det kapslade kvadratiska antiprismat (10 atomer). I Ti ⁺ Ar _1−n inducerar argonatomerna en blandning av det elektroniska marktillståndet för 3d ² 4s ¹ med 3d ³ 4s . När ett plasma av titan i expanderande argongas görs via en laser, bildas kluster från Ti ⁺ Ar upp till Ti ⁺ Ar _{50 .} Men Ti ⁺ Ar ₆ är mycket vanligare än alla andra. I denna är de sex argonatomerna ordnade i en oktaederform runt den centrala titanjonen. För Ti ⁺ Ar ₂ DFT-beräkningar förutsäger den att den är linjär, Ti ⁺ Ar ₃ är inte ens platt och har en kort och två längre Ti-Ar-bindningar. Ti ⁺ Ar ₄ är en förvrängd tetraeder, med en längre Ti-Ar bindning. Ti ⁺ Ar ₅ är en asymmetrisk trigonal bipyramidform med en bindning kortare. För kluster med sju eller fler argonatomer innehåller strukturen en Ti ⁺ Ar ₆ oktahedton med triangulära ytor som täcks av fler argonatomer.

Cu ⁺ Ar2 förutsägs vara linjär _. Cu ⁺ Ar3 förutsägs vara plan T-formad med en Ar-Cu-Ar-vinkel på 93° _. Cu ⁺ Ar4 förutsägs vara rombiskt plan (inte kvadratisk eller tetraedrisk) _. För alkali- och jordalkalimetaller är M ⁺ Ar ₄ -klustret tetraedriskt. Cu ⁺ Ar ₅ förutspås ha en rombisk pyramidform. Cu ⁺ Ar ₆ har en tillplattad oktaedrisk form. Cu ⁺ Ar ₇ är mycket mindre stabil, och den sjunde argonatomen är utanför ett inre skal med sex argonatomer. Detta kallas capped octahedral. Ett komplett andra skal av argonatomer ger Cu ⁺ Ar34 _. Ovanför detta nummer sker en strukturell förändring med ett ikosaedriskt arrangemang med Cu ⁺ Ar ₅₅ och Cu ⁺ Ar ₁₄₆ som har mer stabilitet.

Med en strontiumjon kan Sr ⁺ från två till åtta argonatomer bilda kluster. Sr ⁺ Ar ₂ har en triangelform med C _{2 v} symmetri. Sr ⁺ Ar ₃ har en trigonal pyramidform med C _{3 v} symmetri. Sr ⁺ Ar ₄ har två trigonala pyramider som delar ett ansikte och strontium vid den gemensamma spetsen. Den har en C _{2 v} symmetri. Sr ⁺ Ar ₆ har en pentagonal pyramid av argonatomer med strontiumatomen under basen.

Niobtetraargid, Nb ⁺ Ar ₄ har troligen argonatomerna ordnade i en kvadrat runt nioben. På liknande sätt för vanadin-tetraargid, _V ⁺ Ar4 . Hexaargiderna, Co ⁺ Ar ₆ och Rh ⁺ Ar ₆ har sannolikt oktaedriskt argonarrangemang. Indiummonokation bildar kluster med flera argon, med magiska siffror vid 12, 18, 22, 25, 28, 45 och 54, och 70 argonatomer, som är siffror för ikosaedriska former.

Genom att zappa kopparmetall med en UV-laser i en argon-kolmonoxidblandning bildas argonmärkta kopparkarbonylkatjoner. Dessa joner kan studeras genom att observera vilka våglängder av infraröd strålning som gör att molekylerna bryts upp. Dessa molekylära joner inkluderar CuCO ⁺ Ar, Cu(CO) ₂ ⁺ Ar, Cu(CO) ₃ ⁺ Ar, Cu(CO) ₄ ⁺ Ar, vilka respektive störs för att förlora argon av infraröda vågsiffror 2216, 2221, 2205 och 2194 cm ⁻¹ respektive. Argonbindningsenergin är 16,3, 1,01, 0,97 respektive 0,23 kcal/mol. Den infraröda absorptionstoppen för Cu(CO) ₃ ⁺ Ar är 2205 cm ^{−1 jämfört} med 2199 cm ⁻¹ för Cu(CO) ₃₊ . För Cu(CO) ⁴ ₊ ^Ar är toppen vid 2198 cm ⁻¹ jämfört med 2193 för Cu(CO) ₄₊ . För Cu(CO) ₂ ⁺ Ar är toppen vid 2221 cm ⁻¹ jämfört med 2218,3 för argonfri, och för CuCO ⁺ Ar är toppen vid 2216 cm ⁻¹ avsevärt annorlunda än 2240,6 cm ⁻¹ för CuCO ⁺ . Beräkningsmässigt förutsagda former för dessa molekylära joner är linjära för CuCO ⁺ Ar, lätt böjda T-formade för Cu(CO) ₂ ⁺ Ar och en trigonal pyramid med argon i toppen och en platt stjärna som koppartrikarbonyl som utgör basen.

Joner som studerats med argonmärkning inkluderar den hydratiserade protonen H ⁺ (H ₂ O) _n Ar med n=2 till 5, hydratiserade 18-krona-6 eter alkalimetalljoner, hydratiserade alkalimetalljoner, övergångsmetallacetylenkomplex, protonerad etylen och IrO4 ⁺ . _{_}

⁰ Argonmetylkatjoner, (eller metyliumargon) Ar _x CH ₃ ⁺ är kända för n=1 till 8. CH ₃ ⁺ är en Y-form, och när argonatomer tillsätts går de över och under planet för Y. Om mer argon atomer läggs till de är i linje med väteatomerna. ΔH för ArCH3 ₊ ^är 11 kcal/mol, och för Ar2CH3 + _är ^det 13,5 kcal/mol (för 2Ar ₊ CH3 ₊ ⁾ .

Boroxylring katjoniska komplex med argon [ArB ₃ O ₄ ] ⁺ , [ArB ₃ O ₅ ] ⁺ , [ArB ₄ O ₆ ] ⁺ och [ArB ₅ O ₇ ] ⁺ framställdes via en laserförångning vid kryogena temperaturer och undersöktes med infraröd gasfasspektroskopi. De var de första stora stabila gasfaskomplexen som har stark dativbindning mellan argon och bor.

Dikationer

Dikationer med argon är kända för myntmetallerna. Kända indikationer inkluderar CuAr _n ²⁺ och AgAr _n ²⁺ för n=1-8, med en toppförekomst av CuAr ₄ ²⁺ eller AgAr ₄ ²⁺ och AuAr _n ²⁺ n=3–7. Förutom de fyra argonatomerna har de sex argonatomklustren ökad koncentration. Stabiliteten för jonerna med två positiva laddningar är oväntad eftersom joniseringsenergin för argon är lägre än metallatomens andra joniseringsenergi. Så den positiva andra laddningen på metallatomen bör flytta till argon, jonisera den och sedan bilda en mycket frånstötande molekyl som genomgår en Coulomb-explosion. Men dessa molekyler verkar vara kinetiskt stabila och för att överföra laddningen till en argonatom måste de passera genom ett högre energitillstånd. Klustren med fyra argonatomer förväntas vara kvadratiska plana, och de med sex, att vara oktaedriska förvrängda av Jahn- Teller-effekten .

Jon	Metall första joniseringsenergi eV	Metall andra jonisering eV	bindningsenergi eV	Dissociationsenergi (kJ/mol)	Bindningslängd (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

Polyatomiska anjoner

Ball-and-stick-modell av komplexet av superelektrofil anjon [B ₁₂ (CN) ₁₁ ] ⁻ med Ar. B _12- kärnan har nästan icosaedrisk symmetri. B – rosa, C – grå, N – mörkblå, Ar – blå.

Exempel på anjoner som innehåller starka bindningar med ädelgaser är extremt sällsynta: generellt resulterar nukleofila anjoner i deras oförmåga att binda till ädelgaser med deras negativa elektronaffinitet . Upptäckten 2017 av " superelektrofila anjoner ", gasfasfragmenteringsprodukter av closo - dodecaborater , ledde emellertid till observationen av stabila anjoniska föreningar innehållande en bor-ädelgasbindning med betydande grad av kovalent interaktion. Den mest reaktiva superelektrofila anjonen [B ₁₂ (CN) ₁₁ ] ^- , fragmenteringsprodukt av cyanerad kluster [B ₁₂ (CN) ₁₂ ] ^2- , rapporterades binda argon spontant vid rumstemperatur.

Fasta föreningar

Armand Gautier märkte att berget innehöll argon (och även kväve) som frigjordes när berget löstes i syra, men hur argon kombinerades i berg ignorerades av vetenskapssamfundet.

Fullerensolvater

Solid buckminsterfulleren har små mellanrum mellan C ₆₀ -kulorna. Under 200 MPa tryck _{och 200 °C värme} i 12 timmar, kan argon interkaleras i det fasta ämnet för att bilda kristallin _Ar1C60 . När detta väl har svalnat är det stabilt vid standardförhållanden i månader. Argonatomer upptar oktaedriska interstitiella platser. Den kristallina gitterstorleken är nästan oförändrad vid rumstemperatur, men är något större än ren C ₆₀ under 265 K. Argon stoppar dock buckyballs att snurra under 250 K, en lägre temperatur än i ren C ₆₀ .

Fast C ₇₀ fulleren kommer också att absorbera argon under tryck på 200 MPa och vid en temperatur på 200 °C. C ₇₀ ·Ar har argon i oktaedriska platser och har bergsaltstrukturen, med kubiska kristaller där gitterparametern är 15.001 Å. Detta kan jämföras med den rena C ₇₀ gitterparametern på 14,964 Å, så argon tvingar kristallerna att expandera något. C ₇₀ ellipsformade kulor roterar fritt i det fasta ämnet, de låses inte i position av extra argonatomer som fyller hålen. Argon försvinner gradvis under ett par dagar när det fasta ämnet lagras under standardförhållanden, så att C ₇₀ ·Ar är mindre stabil än C ₆₀ ·Ar. Detta beror sannolikt på formen och den inre rotationen som tillåter kanaler genom vilka Ar-atomer kan röra sig.

När fullerener löses upp och kristalliseras från toluen , kan fasta ämnen bildas med toluen inkluderat som en del av kristallen. Emellertid, om denna kristallisation utförs under en högtrycksargonatmosfär, ingår inte toluen, utan ersätts med argon. Argon avlägsnas sedan från den resulterande kristallen genom upphettning för att producera osolvatiserad fast fulleren.

Clathrate

Argon bildar ett klatrat med hydrokinon (HOC ₆ H ₄ OH) ₃ •Ar. När den kristalliseras från bensen under ett tryck av 20 atmosfärer argon erhålls en väldefinierad struktur innehållande argon. Ett argon- fenolklatrat 4C ₆ H ₅ OH•Ar är också känt. Den har en bindningsenergi på 40 kJ/mol. Andra substituerade fenoler kan också kristallisera med argon. Argonvattenklatratet beskrivs i avsnittet Vattenhaltig argon .

Argon difluorid

Argondifluorid, ArF ₂ , förutspås vara stabil vid tryck över 57 GPa. Det ska vara en elektrisk isolator.

Ne ₂ Ar och Ar ₂ Ne

Vid cirka 4 K finns det två faser där neon och argon blandas som ett fast ämne: Ne ₂ Ar och Ar ₂ Ne. Med Kr bildar fast argon en oorganiserad blandning.

ArH ₄

Under högt tryck bildas stökiometriska fasta ämnen med väte och syre: Ar(H ₂ ) ₂ och Ar(O ₂ ) ₃ .

Ar(H2 ₎ 2 _{kristalliserar} i den hexagonala C14 MgZn2 _Laves -fasen . Den är stabil till minst 200 GPa, men förutspås ändras vid 250 GPa till en AlB2- _struktur . Vid ännu högre tryck bör vätemolekylerna brytas upp följt av metallisering.

ArO och ArO ₆

Syre och argon under tryck vid rumstemperatur bildar flera olika legeringar med olika kristallstrukturer. Argonatomer och syremolekyler är lika i storlek, så att ett större intervall av blandbarhet uppstår jämfört med andra gasblandningar. Fast argon kan lösa upp till 5 % syre utan att ändra struktur. Under 50 % syre finns en hexagonal tätpackad fas. Detta är stabilt från cirka 3GPa till 8,5 GPa. Typisk formel är ArO. Med mer syre mellan 5,5 och 7 GPa finns en kubisk Pm 3 n struktur, men under högre tryck ändras den till en I -42 d rymdgruppsform. Med mer än 8,5 GPa separerar dessa legeringar till fast argon och ε-syre. Den kubiska strukturen har en enhetscellkant på 5,7828 Å vid 6,9 GPa. Den representativa formeln är Ar( _O2 ) ₃ .

ArHe ₂

Genom att använda densitetsfunktionella teorin förutspås ArHe _{2 existera med MgCu 2} Laves fasstruktur vid höga tryck under 13,8 GPa. Över 13,8 GPa omvandlas den till AlB2- _struktur .

Ar-TON

Under tryck införs argon i zeolit . Argon har en atomradie på 1,8 Å, så det kan tränga in i porerna om de är tillräckligt stora. Varje enhetscell av TON-zeoliten kan innehålla upp till 5 argonatomer, jämfört med 12 neonatomer. Argon-infunderad TON-zeolit ​​(Ar-TON) är mer komprimerbar än Ne-TON eftersom de obesatta porerna blir elliptiska under ökat tryck. När Ar-TON bringas till atmosfärstryck desorberas argon endast långsamt, så att en del förblir i det fasta ämnet utan yttre tryck under en dag.

Nickel argide

Vid 140 GPa och 1500K bildar nickel och argon en legering, NiAr. NiAr är stabil vid rumstemperatur och ett tryck så lågt som 99 GPa. Den har en ansiktscentrerad kubisk (fcc) struktur. Föreningen är metallisk. Varje nickelatom förlorar 0,2 elektroner till en argonatom som därigenom är en oxidant. Detta står i kontrast till Ni ₃ Xe, där nickel är oxidationsmedlet. Volymen av ArNi-föreningen är 5 % mindre än den för de separata elementen vid dessa tryck. Om denna förening finns i jordens kärna kan det förklara varför bara hälften av den argon-40 som borde produceras under det radioaktiva sönderfall som producerar geotermisk uppvärmning verkar finnas på jorden.

Se även

• Organoargon kemi

externa länkar

•    Linnartz, H.; Verdes, D.; Maier, JP (16 augusti 2002). "Rotationsupplöst infrarött spektrum av laddningsöverföringskomplexet [Ar–N ₂ ] ⁺ stödjande onlinematerial Observerade frekvenser och observerade beräknade värden för rotationsövergångar i ² Σ ⁺ grundtillståndet för [ArN ₂ ] ⁺ vid excitation av NN-sträckningsfundamental " . Vetenskap . 297 (5584): 1166–1167. Bibcode : 2002Sci...297.1166L . doi : 10.1126/science.1074201 . PMID 12183626 . S2CID 45850131 .
• Nonose, Naoko S.; Matsuda, Naoki; Fudagawa, Noriko; Kubota, Masaaki (1994). "Några egenskaper hos polyatomära jonspektra i induktivt kopplad plasmamasspektrometri". Spectrochimica Acta Del B: Atomspektroskopi . 49 (10): 955. Bibcode : 1994AcSpe..49..955N . doi : 10.1016/0584-8547(94)80084-7 .
•    Jiménez Redondo, Miguel; Cueto, Maite; Doménech, José Luis; Tanarro, Isabel; Herrero, Víctor J. (2014). "Jonkinetik i Ar/H ₂ kalla plasma: Relevansen av ArH ⁺ " . RSC Adv . 4 (107): 62030–62041. Bibcode : 2014RSCAd...462030J . doi : 10.1039/C4RA13102A . PMC 4685740 . PMID 26702354 .