Introduction
L'argon, de symbole chimique Ar et de numéro atomique 18, est le troisième élément du groupe 18 du tableau périodique, celui des gaz nobles. Sa découverte à la fin du XIXe siècle a comblé un écart troublant dans le tableau de Mendeleïev et a confirmé l'existence d'une famille entière d'éléments chimiquement inertes. Abondant dans l'air que nous respirons, il est paradoxalement l'un des gaz industriels les plus utilisés au monde, précisément en raison de sa nature non réactive.
Description
L'argon est un élément monoatomique dans les conditions normales, ce qui signifie qu'il existe sous forme d'atomes individuels (Ar) et non de molécules diatomiques comme l'oxygène (O2). C'est un gaz plus dense que l'air, environ 1,4 fois plus lourd. Sa configuration électronique, avec une couche de valence complète (3s²3p⁶), lui confère une stabilité extrême et une réactivité chimique pratiquement nulle. Il ne forme pas de composés naturels dans des conditions standards, bien que quelques composés d'argon instables aient été synthétisés en laboratoire dans des conditions extrêmes. Dans l'univers, l'argon est produit par nucléosynthèse stellaire, principalement dans les supernovas. Sur Terre, la quasi-totalité de l'argon est de l'argon-40, un isotope radiogénique issu de la désintégration radioactive du potassium-40 dans la croûte terrestre.
Histoire
L'histoire de l'argon est intimement liée à l'étude de l'air. En 1785, Henry Cavendish soupçonna déjà qu'un composant inerte de l'air existait, mais il ne fut pas identifié. La découverte officielle revient au physicien britannique Lord Rayleigh et au chimiste Sir William Ramsay en 1894. Ils cherchaient à expliquer pourquoi l'azote extrait de l'air était plus dense que l'azote produit par décomposition chimique. En éliminant méticuleusement l'oxygène et l'azote de l'air, ils isolèrent un gaz résiduel qui ne réagissait avec rien. Ils le nommèrent "argon", du grec "argos" (ἀργός), signifiant "inerte" ou "paresseux". Cette découverte leur valut le prix Nobel (Rayleigh en Physique en 1904, Ramsay en Chimie la même année) et ouvrit la voie à la découverte des autres gaz nobles.
Caracteristiques
Principales caractéristiques : - **État physique** : Gaz incolore, inodore, insipide et non toxique. - **Point de fusion** : -189,34 °C. - **Point d'ébullition** : -185,85 °C. - **Densité** : Environ 1,784 g/L (à 0°C). - **Abondance** : 0,934% en volume de l'atmosphère terrestre, ce qui en fait le gaz noble le plus abondant et le troisième gaz le plus abondant dans l'air après l'azote et l'oxygène. - **Inertie chimique** : Extrêmement faible réactivité ; ne participe pas aux réactions de combustion, de corrosion ou d'oxydation. - **Isotopes** : Trois isotopes stables (Ar-36, Ar-38, Ar-40). L'Ar-40 est de loin le plus abondant (99,6%), issu de la désintégration du potassium-40 (K-40).
Importance
L'importance de l'argon est immense dans la technologie moderne. Son inertie en fait un bouclier parfait : 1. **Industrie métallurgique** : Environ 80% de l'argon produit est utilisé comme atmosphère protectrice dans le soudage à l'arc (TIG, MIG) pour éviter l'oxydation du métal en fusion, et dans la fabrication de l'acier inoxydable. 2. **Éclairage** : Il remplit les ampoules à incandescence (prolongeant la vie du filament en tungstène) et les tubes fluorescents. 3. **Isolation thermique** : Son faible coefficient de conduction thermique en fait un gaz de remplissage idéal pour les doubles et triples vitrages, améliorant considérablement l'isolation des bâtiments. 4. **Sciences et haute technologie** : Il est utilisé comme atmosphère inerte dans la fabrication des semi-conducteurs, des cristaux pour la recherche (comme les détecteurs de particules), et en chromatographie en phase gazeuse. En archéologie, la datation potassium-argon (K-Ar) est une méthode clé pour dater les roches volcaniques anciennes. 5. **Conservation** : Il est utilisé dans l'emballage alimentaire sous atmosphère protectrice pour préserver les aliments sensibles à l'oxydation.
