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アルゴン化合物、つまりアルゴン元素を含む化合物は、アルゴン原子の不活性のため、めったに遭遇しません。しかし、アルゴン化合物は不活性ガスマトリックス分離、冷気体、プラズマで検出されており、アルゴンを含む分子イオンが生成され、宇宙でも検出されています。アルゴンの固体格子間化合物の 1 つである Ar 1 C 60は、室温で安定しています。Ar 1 C 60 は、 CSIROによって発見されました。
アルゴンは 15.76 eV でイオン化するが、これは水素よりも高いが、ヘリウム、ネオン、フッ素よりも低い。[1]アルゴンを含む分子は、ロンドン分散力によって非常に弱く結合したファンデルワールス分子になり得る。イオン性分子は、電荷誘起双極子相互作用によって結合することがある。金原子では、いくらかの共有結合相互作用がある可能性がある。[2]有意な共有結合相互作用を伴うホウ素-アルゴン結合もいくつか報告されている。[3] [4]アルゴン化合物の研究に使用される実験方法には、不活性ガスマトリックス、伸縮運動と曲げ運動を研究するための赤外分光法、回転を研究するためのマイクロ波分光法と遠赤外線、およびエキシマーを含むさまざまな電子配置を研究するための可視分光法と紫外分光法がある。イオンの研究には質量分析法が使用される。[5]計算方法は、分子パラメータを理論的に計算し、新しい安定分子を予測するために使用されてきた。使用された計算アブイニシオ法には、CCSD(T)、MP2（二次モーラー・プレセ摂動論）、CIS、CISDなどがあります。重原子の場合、有効コアポテンシャルを使用して内部電子をモデル化するため、それらの寄与を個別に計算する必要はありません。1990年代以降、より強力なコンピュータの登場により、この種のin silico研究は、実際の実験よりもリスクが少なく簡単であるため、はるかに人気が高まっています。[5]この記事は主に実験または観察結果に基づいています。
アルゴンフッ化物レーザーはシリコンチップのフォトリソグラフィーに重要な役割を果たしている。このレーザーは192nmの強力な紫外線を放射する。[6]
アルゴニウム
アルゴニウム（ArH +）は、陽子とアルゴン原子が結合したイオンです。これは、分子状水素H 2の割合が0.0001〜0.001の範囲にある拡散原子水素ガス中に星間空間で見つかります。 [1]
アルゴニウムはH 2 +がAr原子と反応して形成される: [1]
- アルゴン+水素+
2→ ArH + + H [1]
また、宇宙線や中性アルゴンからのX線によって生成された Ar +イオンからも生成されます。
- Ar ++ H 2 → *ArH ++ H [1] 1.49 eV。[7]
ArH + が電子に遭遇すると、解離再結合が起こりますが、エネルギーの低い電子の場合、この再結合は非常に遅いため、ArH + は他の多くの同様のプロトン化カチオンよりもはるかに長い時間存続することができます。
- ArH + + e − → ArH* → Ar + H [1]
地球上のArから作られた人工ArH +には、宇宙に豊富に存在する36 Arではなく、主に同位体40 Arが含まれています。人工的には、アルゴンと水素の混合物を通して放電することによって作られます。[8]
自然発生
かに星雲では、輝線で示されるいくつかの場所でArH + が発生します。最も強い場所は南フィラメントです。ここは、Ar + イオンと Ar 2+イオンの濃度が最も高い場所でもあります。[7]かに星雲のArH +の柱密度は、平方センチメートルあたり 10 12から 10 13原子です。[7]おそらく、イオンを励起して放出するために必要なエネルギーは、電子または水素分子との衝突から得られます。[7]天の川銀河の中心に向かって、ArH +の柱密度は約2 × 10 13 cm −2。[1]
クラスターアルゴン陽イオン
二アルゴン陽イオン、Ar+
2結合エネルギーは1.29 eVである。[9]
アルゴン三価陽イオンAr+
3は直線状だが、Ar−Ar結合の1つがもう1つよりも短い。結合長はそれぞれ2.47および2.73オングストロームである。ArおよびAr 2 +への解離エネルギーは0.2 eVである。分子の非対称性に沿って、各アルゴン原子の電荷は+0.10、+0.58、および+0.32と計算され、Arに非常に似ている。+
2中性Ar原子に結合している。[10]
より大きな荷電アルゴンクラスターも質量分析で検出できます。テトラアルゴン陽イオンも直線状です。Ar+
13 二十面体クラスターはAr+
3コア、Ar+
19はArを持つ2八面体である+
4コア。線形Ar+
4コアの外側の原子には+0.1の電荷があり、内側の原子にはそれぞれ+0.4の電荷があります。より大きな荷電アルゴンクラスターの場合、電荷は4つ以上の原子に分散されません。代わりに、中性の外側の原子は誘導電気分極によって引き付けられます。[11]荷電アルゴンクラスターは、近赤外線から可視光線、紫外線までを吸収します。電荷コア、Ar+
2、アル+
3またはAr+
4はクロモフォアと呼ばれる。そのスペクトルは、付着した中性原子の最初の殻によって変化する。より大きなクラスターは、より小さなクラスターと同じスペクトルを持つ。光子がクロモフォアに吸収されると、最初は電子的に励起されるが、その後エネルギーが振動の形でクラスター全体に伝達される。余分なエネルギーは、クラスターから外側の原子が1つずつ蒸発することによって除去される。光によってクラスターを破壊するプロセスは、光フラグメンテーションと呼ばれる。[11]
負に帯電したアルゴンクラスターは熱力学的に不安定であり、したがって存在できない。アルゴンは負の電子親和力を持つ。[11]
アルゴン一水素化物
中性アルゴン水素化物は、アルゴン一水素化物（ArH）としても知られ、最初に発見された希ガス水素化物です。J. W. C. ジョンズは、767 nmのArHの輝線を発見し、1970年に発表しました。この分子は、アルゴンとH 2、H 2 O、CH 4、CH 3 OHなどの水素を多く含む分子の混合物にX線を照射して合成されました。[12] X線励起されたアルゴン原子は4p状態にあります。[13]
アルゴン一水素化物は、基底状態 4s では不安定で、中性不活性ガス原子と水素原子は通常の分子間距離で互いに反発します。より高エネルギーレベルの ArH* が光子を放出して基底状態に達すると、原子は互いに近づきすぎて反発し、分解します。しかし、ファンデルワールス分子は長い結合で存在することができます。[14]しかし、励起された ArH* は安定したリュードベリ分子、別名エキシマーを形成できます。これらのリュードベリ分子は、多くの可能な高エネルギー状態の 1 つにある電子に囲まれた、プロトン化されたアルゴンコアと考えることができます。 [15]
- フォーメーション: Ar + ν → Ar*; Ar* + H 2 → ArH* + H [12]
二水素の代わりに、他の水素含有分子も励起アルゴンによって水素原子が引き抜かれることがあるが、一部の分子は水素と強く結合しすぎて反応が進行しないことに注意してください。たとえば、アセチレンはこのようにArHを形成しません。[12]
ArHのファンデルワールス分子では、結合長は約3.6Å、解離エネルギーは0.404kJ/mol（33.8cm −1）と計算されている。[16] ArH*の結合長は1.302Åと計算されている。[17]
アルゴン一水素化物（ArH* と Ar D *）のスペクトルが研究されています。最も低い束縛状態は A 2 Σ +または 5s と呼ばれます。もう 1 つの低い状態は 4p として知られ、C 2 Σ +と B 2 π 状態で構成されています。より高いレベルの状態への遷移またはより高いレベルの状態からの遷移は、バンドに対応しています。既知のバンドは、3p → 5s、4p → 5s、5p → 5s（バンドの起源）です。17 486 .527 cm −1 [18]）、6p → 5s（バンド起源21 676 .90 cm −1 [18]） 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（予測値13 970 cm −1、しかし不明瞭）、8s → 4p （16 750 cm −1 )、5dπ → 4p (16 460 cm −1）、5p → 6s（バンド起源3681.171 cm −1）、[19] 4f → 5s（20 682 .17と20 640 .90 cm −1のバンド起源）、4f → 3dπ（7548.76 と 7626.58 ccm −1）、4f → 3dδ（6038.47 と 6026.57 cm −1）、4f → 3dσ（ArD の場合4351.44 cm −1 ）である。 [14] 5s への遷移、3dπ → 5s および 5dπ → 5s は強く前解離しており、線がぼやけている。[19] UV スペクトルでは、200 から 400 nm に連続したバンドが存在する。このバンドは、2 つの異なる高次の状態によるものである：B 2 Π → A 2 Σ + は210 から 450 nm にわたって放射し、E 2 Π → A 2 Σ +は 180 から 320 nm の間である。[20]近赤外線760～780nmの帯域。[21]
ArH を作る他の方法としては、ペニング型放電管や他の電気放電がある。さらに別の方法としては、ArH + (アルゴニウム) イオンのビームを作り、それをレーザー励起セシウム蒸気で中和する方法がある。ビームを使うと、異なる波長で放出される電磁エネルギーのプロファイルを測定することで、異なるエネルギー状態の寿命を観察することができる。[22] ArH のE 2 π 状態の放射寿命は 40 ns である。ArD の場合、寿命は 61 ns である。B 2 Π 状態の寿命は、ArH では 16.6 ns、ArD では 17 ns である。[20]
アルゴンポリハイドライド
アルゴン二水素陽イオンArH+
2星間物質中に存在し、検出可能であると予測されている。しかし、2021年現在では検出されていない[アップデート]。[23] ArH+
2はAr−H−Hの形で直線的であると予測される。H−H距離は0.94Åである。解離障壁はわずか2kcal/mol（8kJ/mol）であり、ArH+
2容易に水素原子を失ってArH + を生成する。[24]この場合のArH結合の力の定数は1.895 m dyne /Å 2 (1.895 × 10 12 Pa）。[25]
アルゴン三水素陽イオンArH+
3実験室で観察されている。[23] [26] ArH 2 D +、ArHD+
2およびArD+
3も観測されている。[27]アルゴン三水素陽イオンは平面形状をしており、アルゴン原子は水素原子の三角形の頂点から外れている。[28]
アルゴキソニウム
アルゴキソニウムイオンArOH + は、1 1 A′ 状態では曲がった分子構造をとると予測される。3 Σ −は0.12 eV高いエネルギーの三重項状態であり、3 A″ は0.18 eV高い三重項状態である。Ar−O結合は1.684 Å長[23]で、力の定数は2.988 mdyne/Å 2（2.988 × 10 12 Pa）。[25]
アルゴンNH+
ArNH + は、それを構成する原子が一般的であるため、実験室や宇宙で検出できる可能性のあるイオン分子です。ArNH +は、ArOH +よりも結合が弱く、Ar−N結合の力の定数は1.866 mdyne/Å 2（1.866 × 10 12 Pa）。窒素原子での角度は97.116°と予測される。Ar−N結合長は1.836 Å、N−H結合長は1.046 Åとなるはずである[25] [29]
アルゴン二窒素陽イオン
アルゴン二窒素直鎖カチオン錯体も実験室で検出されています。
- アルゴン+窒素+
2→アルン+
2 Ar + N 2 . [23]
解離によりAr + が生成する。これは高エネルギー状態である。[9]結合エネルギーは1.19 eVである。[9]分子は直線状である。2つの窒素原子間の距離は1.1 Åである。この距離は、N 2の距離ではなく、中性N 2の距離に似ている。+
2イオン。窒素原子とアルゴン原子間の距離は2.2Åである。[9] ArNの窒素結合の振動バンドの起源+
2（V = 0 → 1）は2272.2564 cm −1であるのに対し、N 2 +は2175 cm −1、N 2は2330 cm −1である。[9]
光解離の過程では、 Ar + Nに比べてAr + + N 2が生成される可能性が3倍高くなります。+
2[30 ]
アルHN+
2
アルHN+
2ガスの超音速ジェット膨張で生成され、フーリエ変換 マイクロ波分光法で検出された。[26]分子は直線状で、原子はAr−H−N−Nの順序になっている。Ar−H距離は1.864Åである。水素とアルゴンの結合はArHCO +よりも強い。[31]
分子は次の反応によって作られます。
- ArH + + N 2 → ArHN+
2. [31]
ビス(二窒素)アルゴン陽イオン
アルゴンイオンは2つの窒素分子（N 2）と結合して、直線状の形と構造N = N−のイオン錯体を生成することができる。−N=N。N=N結合長は1.1014Å、窒素とアルゴンの結合長は2.3602Åである。これをN 2とArNに分解するには1.7eVのエネルギーが必要である。+
2N=N結合の反対称振動による赤外線バンドの原点は2288.7272 cm −1である。N 2と比較すると41.99 cm −1赤方偏移している。分子の基底状態の回転定数は0.034 296 cm −1 . [30]
Ar(N
2）+
2アルゴンと窒素の10:1混合物をノズルを通して超音速で膨張させ、電子ビームを当てることで生成される。[30]
アルン2お+
ArN 2 O +は4つの紫外～紫外線波長帯の光子を吸収し、分子の分解を引き起こします。吸収される波長帯は445～420、415～390、390～370、342 nmです。[32] [33]
アルホコ+
ArHCO +はガスの超音速ジェット膨張で生成され、ファブリ・ペロー型フーリエ変換マイクロ波分光法によって検出された。[26] [34]
この反応によって分子が作られる
ArH + CO → ArHCO + . [31]
二酸化炭素-アルゴンイオン
アルコ+
2励起されてArCOを形成する+
2* 正電荷が二酸化炭素部分からアルゴンへ移動します。この分子は上層大気中に発生する可能性があります。実験的に、分子は0.1%の二酸化炭素を含む低圧アルゴンガスから作られ、150 Vの電子ビームで照射されます。アルゴンはイオン化され、二酸化炭素分子に電荷を移動できます。[35] ArCOの解離エネルギー+
20.26eVである。[35]
アルコ+
2+ CO 2 → Ar + CO
2·CO+
2（0.435 eVが得られる）[35]
ファンデルワールス分子
中性アルゴン原子は、他の中性原子または分子と非常に弱く結合してファンデルワールス分子を形成する。これらは、他の元素の原子と混合した高圧下でアルゴンを膨張させることによって作ることができる。膨張は小さな穴を通して真空中に起こり、絶対零度より数度高い温度まで冷却される。高温では、原子はエネルギーが強すぎて弱いロンドン分散力によってまとまることができなくなる。アルゴンと結合する原子は、レーザーによる蒸発または電気放電によって生成することができる。既知の分子には、AgAr、Ag 2 Ar、NaAr、KAr、MgAr、CaAr、SrAr、ZnAr、CdAr、HgAr、SiAr、[36] InAr、CAr、[37] GeAr、[38] SnAr、[39]および BAr がある。[40] SiAr は、Si(CH 3 ) 4から誘導されたシリコン原子から作られた。[41]
非常に弱く結合したファンデルワールス分子に加えて、同じ式を持つ電子励起分子が存在する。式では、これらは ArX* と表記され、「*」は励起状態を示す。原子は共有結合ではるかに強く結合している。これらは、1 つの電子を持つ高エネルギー殻に囲まれたArX +としてモデル化できる。この外側の電子は光子を交換することでエネルギーを変えることができ、蛍光を発することができる。広く使用されているフッ化アルゴンレーザーは、 ArF* エキシマーを使用して 192 nm の強力な紫外線を生成する。ArCl* を使用する塩化アルゴンレーザーは、175 nm のさらに短い紫外線を生成するが、応用するには弱すぎる。[42]このレーザーの塩化アルゴンは、アルゴン分子と塩素分子から生成される。[43]
アルゴンクラスター
冷却されたアルゴンガスは、原子のクラスターを形成できる。アルゴン二量体としても知られるジアルゴンの結合エネルギーは 0.012 eV であるが、Ar 13および Ar 19クラスターの昇華エネルギー (原子あたり) は 0.06 eV である。Ar ∞と表記される液体アルゴンの場合、エネルギーは 0.08 eV まで増加する。最大数百のアルゴン原子のクラスターが検出されている。これらのアルゴンクラスターは二十面体の形状をしており、中心原子の周囲に配置された原子の殻からなる。800 個を超える原子を含むクラスターでは、構造が変化し、固体アルゴンのように面心立方(fcc) 構造を持つ小さな結晶に似ている。二十面体の形状を維持するのは表面エネルギーであるが、より大きなクラスターでは、内部圧力によって原子が fcc 配列に引き寄せられる。[11]中性アルゴンクラスターは可視光に対して透明である。[11]
二原子ファンデルワールス分子
ArO* は、アルゴンマトリックスに閉じ込められた二酸素が真空紫外線にさらされたときにも生成されます。これは、その発光によって検出できます。
- O 2 + hv → O+
2+ e − ; O +
2+ e − → 2O*; O* + Ar → ArO*。[49]
ArO*から放出される光には2つの主なバンドがあり、1つは2.215 eVにあり、もう1つは2.195 eVにある弱いバンドです。[50]
硫化アルゴンArS*は近赤外線で1.62 eVで発光する。ArSはアルゴンマトリックス中の紫外線照射されたOCSから作られる。励起状態はスペクトルピークとバンドでそれぞれ7.4μsと3.5μs持続する。[51]
三原子のファンデルワールス分子
ヘリウムとアルゴンの 95:5 の混合物と微量の塩素をノズルから吹き込むことで、二塩素と 1 つ以上のアルゴン原子を含むクラスター分子を作成できます。ArCl 2 はT 字型に存在します。Ar 2 Cl 2 は歪んだ四面体の形をしており、2 つのアルゴン原子は互いに 4.1 Å 離れており、その軸は Cl 2から 3.9 Å 離れています。ファンデルワールス結合エネルギーは 447 cm −1です。Ar 3 Cl 2もファンデルワールス結合エネルギーが 776 cm −1で存在します。[52]
直線状のAr·Br 2分子は臭素分子のX→B遷移に対して連続スペクトルを持つ。臭素のスペクトルは青方偏移し、アルゴン原子と結合すると広がる。[53]
ArI 2 は、 I 2の高振動バンドに衛星バンドを加えたスペクトルを示す。[54] ArI 2分子には2つの異なる異性体があり、1つは直線型で、もう1つはT字型である。ArI 2のダイナミクスは複雑である。2つの異性体では、異なる経路で分解が起こる。T字型は分子内振動緩和を受けるが、直線型は直接分解する。[55]二ヨウ素クラスター、I 2 Ar n が作られている。[56]
ArClFクラスターは直線的な形状をしている。[57]アルゴン原子は塩素原子に最も近い。[53]
直鎖状ArBrClはArClBr、つまりT字型異性体に転位することもある。[58]
複数のアルゴン原子は水分子を「溶媒和」してH 2 Oの周りに単分子層を形成する。Ar 12 ·H 2 Oは特に安定しており、二十面体の形状をしている。Ar·H 2 OからAr 14 ·H 2 Oまでの分子が研究されている。[59]
ArBH は、193 nm の紫外線レーザーによってジボランから生成された一水素化ホウ素(BH)から生成されました。BH-アルゴン混合物は、直径 0.2 mm のノズルを通して真空中に膨張しました。ガス混合物は冷却され、Ar と BH が結合して ArBH が生成されます。A 1 Π←X 1 Σ +電子遷移と振動および回転を組み合わせたバンド スペクトルが観察されます。BH は一重項スピンを持ち、これは一重項スピン原子対を持つ最初の既知のファンデルワールス錯体です。この分子の回転定数は 0.133 cm −1、解離エネルギーは 92 cm −1、アルゴンからホウ素原子までの距離は 3.70 Å です。[60] ArAlH も存在することが知られています。[61]
MgAr2も知られている。[47 ]
多原子ファンデルワールス分子
いくつかの線状多原子分子はアルゴンとT字型のファンデルワールス錯体を形成することができる。これには、NCCN、二酸化炭素、亜酸化窒素、アセチレン、硫化炭素、ClCNが含まれる。他の分子は、 HCNのように片端にアルゴン原子を結合して線状のままである。[62]
アルゴンの他の多原子ファンデルワールス化合物としては、フルオロベンゼン[63]、ホルミルラジカル（ArHCO）[64] 、 7-アザインドール[65] 、 グリオキサール[66]、塩化ナトリウム（ArNaCl）[67]、ArHCl [68] 、シクロペンタノン[69]などがあります。
アルゴン水溶液
水に溶けたアルゴンはpHを8.0まで上昇させますが[81] 、これは明らかに陽子と結合できる酸素原子の数を減らすことによって起こります[82] 。
アルゴンは氷とともにクラスレート水和物を形成する。0.6 GPaまでは、クラスレートは立方構造をとる。0.7～1.1 GPaでは、クラスレートは正方構造をとる。1.1～6.0 GPaでは、構造は体心斜方晶系である。6.1 GPaを超えると、クラスレートは固体アルゴンと氷VIIに変化する。[83]大気圧では、クラスレートは147 K以下で安定している。 [84] 295 Kでは、クラスレートからのアルゴン圧力は108 MPaである。[85]
アルゴンフルオロ水素化物
アルゴンフッ化水素は、希ガス化学研究の活性化において重要な発見でした。HArFは17K以下の温度で固体として安定しています。 [86]これは、固体アルゴンマトリックス中のフッ化水素の光分解によって生成されます。 [87] HArArFは分解障壁が非常に低いため、おそらく観測されることはありません。[88]しかし、HBeArFはHArFよりも安定していると予測されています。[89]
ウラン化合物
固体アルゴンマトリックス中の CUO は、1 個または数個のアルゴン原子と結合して、CUO·Ar、CUO·Ar 3または CUO·Ar 4を生成します。CUO 自体は、ウラン原子を一酸化炭素に蒸発させることによって生成されます。ウランはCUO [87] [90]中で強いルイス酸として作用し、アルゴンと約 3.2 kcal/mol (13.4 kJ/mol) のエネルギーで結合を形成します。アルゴンはルイス塩基として作用します。その電子密度は、ウラン原子上の空の 6d 軌道に挿入されます。CUO のスペクトルはアルゴンによって変化し、U−O 伸縮振動数は 872.2 cm −1 から 804.3 cm −1に、U−C 伸縮振動数は 1047.3 cm −1に変化します。[91]スペクトルの大きな変化は、CUOがアルゴンまたは希ガスとの錯体形成により、一重項状態（気相または固体ネオン）から三重項状態に変化することから生じる。[92]アルゴン–ウラン結合長は3.16Åである。[91]これは、UとArの原子半径の合計3.25Åより短いが、ウランとの通常の共有結合よりはかなり長い。例えば、UCl 6のU−Clは2.49Åである。[92]固体アルゴンマトリックスにキセノンが数パーセントまで含まれると、追加のファンデルワールス分子、CUO·Ar 3 Xe、CUO·Ar 2 Xe 2、CUO·ArXe 3、CUO·Xe 4が形成される。[90]同様に、CUO·Ar 3 Kr、CUO·Ar 2 Kr 2、CUO·ArKr 3、CUO·Kr 4では、クリプトンはアルゴンの代わりに使用できます。[92]これらの分子の形状はほぼ八面体で、ウランが中心にあり、希ガス原子が赤道の周りにあります。[92]
UO+2は、直線状のO=の周りに最大5個の希ガス原子を環として結合することができる。=Oコア。[93]これらの分子は、ウラン金属がレーザーアブレーションされて二酸素になったときに生成される。これにより、UO、UO 2、UO 3、U +、そして重要なUOが生成される。+
2.UO+
2その後、希ガスマトリックス（純粋な元素または混合物）に凝縮されます。より重い希ガス原子はより軽い原子を置き換える傾向があります。この方法で生成されるイオン分子には、UO2Ne4Ar+、UO
2ね
3アル+
2、UO
2ね
2アル+
3、UO
2近く+
4、UO
2アル+
5、UO2Ar4Kr+、UO
2アル
3クル+
2、UO
2アル
2クル+
3、UO
2アルクル+
4、UO
2アル
4ゼ+
、UO
2アル
3ゼ+
2、UO
2アル
2ゼ+
3、およびUO
2アルクセ+
4これはU=O反対称伸縮振動数のシフトによって識別される。[93]
固体アルゴン中に凝縮された中性UO 2 は、アルゴン原子配位子によってある電子状態から別の電子状態に変換される。アルゴンの電子配置は 5f 2 (δφ) であるのに対し、ネオンでは 5f 1 7s 1 ( 3 Φ 2uと比較した状態3 H 4g ) である。これは、アルゴン原子が 7s 1電子との反結合相互作用が大きく、電子を別のサブシェルに押し込むためである。アルゴン化化合物の伸縮振動数は 776 cm −1であるのに対し、ネオンでは914.8 cm −1である。[94]アルゴン二酸化ウラン分子は UO 2 Ar 5 である可能性が高い。[95]
酸化ベリリウム
ベリリウム原子が固体アルゴンマトリックス中の酸素と反応すると（またはベリリウムがマトリックス中に蒸発すると）、ArBeOが形成され、その赤外線スペクトルで観測できる。ベリリア分子は強く分極しており、アルゴン原子はベリリウム原子に引き付けられる。[92] [96] Ar−Beの結合強度は6.7 kcal/mol（28 kJ/mol）と計算されている。Ar−Be結合長は2.042 Åと予測される。[97]
環状Be 2 O 2分子は2つのアルゴン原子、または1つのアルゴンと別の希ガス原子を結合することができる。[98]
同様に、ベリリウムは硫化水素と反応して4Kでアルゴンマトリックスに閉じ込められ、ArBeSを形成する。その結合エネルギーは12.8kcal/mol（54kJ/mol）と計算されている。[99]
ArBeO 2 CO（炭酸ベリリウム）が合成されている（Ne、Kr、Xe付加物とともに）。[100]
環状亜硫酸ベリリウム分子は、固体ネオンまたはアルゴンマトリックス中のベリリウム原子にアルゴン原子を配位させることもできる。[101]
カルボニル化合物
第 6 族元素は、アルゴンと反応できる反応性ペンタカルボニルを形成できます。これらは実際には 1975 年に発見されたアルゴン化合物であり、HArF の発見以前から知られていましたが、通常見過ごされています。 [102] タングステンは通常ヘキサカルボニルを形成しますが、紫外線にさらされると反応性ペンタカルボニルに分解します。これが希ガスマトリックスに凝縮されると、使用する希ガスに応じて赤外線および紫外線スペクトルが大幅に変化します。これは、存在する希ガスがタングステン原子の空位置に結合するためです。同様の結果はモリブデンとクロムでも発生します。[103]アルゴンは、ArW(CO) 5ではタングステンに非常に弱く結合しているだけです。[92] [104] Ar−W 結合長は 2.852 Å と予測されます。[103]同じ物質は、21℃の超臨界アルゴン中で短時間生成される。 [105] ArCr(CO) 5の場合、バンドの最大値は533 nmである（ネオンでは624 nm 、クリプトンでは518 nm ）。18電子錯体を形成すると、異なるマトリックスによるスペクトルのシフトははるかに小さく、約5 nmにとどまった。これは明らかに、マトリックスの原子を使用して分子が形成されていることを示している。[5]
他のカルボニルや複合カルボニルもアルゴンと結合することが報告されている。これらには、Ru(CO) 2 (PMe 3 ) 2 Ar、Ru(CO) 2 ( dmpe ) 2 Ar、η 6 -C 6 H 6 Cr(CO) 2 Arなどがある。[106] ArHMn(CO) 4、ArCH 3 Mn(CO) 4、fac -( η 2 -dfepe)Cr(CO) 3 Arについても証拠が存在する。[5]
他の希ガス錯体は、おそらく圧力下で液体希ガスに溶解したカルボニルの光分解によって研究されてきた。これらのKrまたはXe錯体は数秒の時間スケールで崩壊するが、アルゴンはこの方法で研究されたことはないようだ。液体希ガスの利点は、媒体が赤外線に対して完全に透明であり、溶質の結合振動を研究するために必要なことである。[5]
気相中のカルボニル-アルゴン付加物を研究する試みがなされてきたが、相互作用はスペクトルを観察するには弱すぎるようである。気体状態では、ガス中で自由に回転するため、吸収線はバンド状に広がる。[5]液体または気体中のアルゴン付加物は、分子が他の光分解生成物と容易に反応したり、二量化してアルゴンを除去したりするため不安定である。[5]
貨幣用金属一ハロゲン化物
アルゴン貨幣金属モノハライドは、金属モノハライド分子をアルゴンジェットに通したときに発見された最初の希ガス金属ハロゲン化物である。2000年にバンクーバーで初めて発見された。[107]
M = Cu、AgまたはAu、X = F、[108] ClまたはBrのArMXが調製された。分子は直線状である。ArAuClでは、Ar−Au結合は2.47Å、伸縮周波数は198cm −1、解離エネルギーは47kJ/molである。[109] ArAgBrも製造された。[109] ArAgFの解離エネルギーは21kJ/molである。[109]これらの分子のAr−Ag結合長は2.6Åである。[109] ArAgClはAgClと等電子である。−
2これはよりよく知られています。[109]これらの分子のAr−Cu結合長は2.25Åです。[109]
遷移金属酸化物
固体アルゴンマトリックスでは、VO 2はVO 2 Ar 2を形成し、VO 4はVO 4 ·Arを形成し、結合エネルギーは12.8および5.0 kcal/mol（53および21 kJ/mol）と計算される。[110] ScO +の形のスカンジウムは5つのアルゴン原子に配位してScOArを生成する。+
5[111]これらのアルゴン原子は、多数のクリプトンまたはキセノン原子で置換することができ、さらに多くの混合希ガス分子を生成する。イットリウムの場合、YO +は6つのアルゴン原子と結合し、これらもさまざまな数のクリプトンまたはキセノン原子で置換することができる。[112]
遷移金属一酸化物の場合、ScO、TiO、VOは1つのアルゴン原子と分子を形成しません。しかし、CrO、MnO、FeO、CoO、NiOはそれぞれ1つのアルゴン原子を固体アルゴンマトリックスに配位することができます。[113]金属一酸化物分子は、金属三酸化物をレーザーアブレーションし、続いて固体アルゴン上で凝縮させることで生成できます。ArCrOは846.3 cm −1、ArMnOは833.1、ArFeOは872.8、ArCoOは846.2、Ar 58 NiOは825.7、Ar 60 NiOは822.8 cm −1で吸収します。これらの分子はすべて直線的です。[113]
NbO 2 Ar 2、NbO 4 Ar、TaO 4 Ar、[114] VO 2 Ar 2、VO 4 Ar、[110] Rh( η 2 -O 2 )Ar 2、Rhにおけるアルゴン形成配位分子の請求もある。( η 2 -O 2 ) 2 Ar 2、Rh( η 2 -O 2 ) 2 ( η 1 -OO)Ar。[115] [116] [117]
三酸化タングステン、WO 3、および二酸化タングステンモノスーパーオキシド (η 2 -O 2 )WO 2 は、どちらもアルゴンマトリックス内でアルゴンを配位することができます。アルゴンをキセノンまたは分子状酸素に置き換えると、キセノン配位化合物またはスーパーオキシドを作ることができます。WO 3 Arの場合、結合エネルギーは9.4 kcal/molで、(η 2 -O 2 )WO 2の場合は8.1 kcal/molです。[118]
その他の遷移金属化合物
ArNiN 2は11.52 kcal/molでアルゴンと結合する。アルゴンがニッケル原子に結合すると、 ArN 2の変角周波数は310.7 cm −1から358.7 cm −1に変化する。 [119]
その他のイオン
アルゴンを含む他の二元イオンとしては、BaAr2+、BaAr2+2、[120]、 VAr+、CrAr+、FeAr+、CoAr+、NiAr+などがある。[5]
金と銀のクラスターイオンはアルゴンと結合することができます。既知のイオンはAu3Ar+、Au3Ar+2、Au3Ar+3、Au2AgAr+3、AuAg2Ar+3です。これらは三角形の金属コアを持ち、頂点にアルゴンが結合しています。[2]
ArF +は反応で生成されること も知られている[5]
- ふ+
2+ Ar → ArF + + F
そしてまた
- Ar + + F 2 → ArF + + F.
そしてまた
- SF2+
4 円+ Ar → ArF + + SF+
3. [121]
イオンは79.1nm以下の紫外線によって生成されます。[122]フッ素のイオン化エネルギーはアルゴンのイオン化エネルギーよりも高いため、次のように分解が起こります。
- ArF + → Ar + + F. [123]
119.0232～505.3155GHzのArF +のミリ波スペクトルを測定し、分子定数B0 = を計算した。14.878 8204 GHz、D 0 = 28.718 kHz。[124] ArF +の固体塩はSbF−
6またはAuF-6アニオン。[123] [125]
励起またはイオン化されたアルゴン原子は、分子状ヨウ素ガスと反応してArI + を生成することができる[126]アルゴンプラズマは、誘導結合プラズマ質量分析法 におけるイオン化源およびキャリアガスとして使用される。このプラズマはサンプルと反応して単原子イオンを生成するが、アルゴン酸化物（ArO +）およびアルゴン窒化物（ArN +）陽イオンも形成し、質量分析法において、それぞれ鉄-56（56 Fe）および鉄-54（54 Fe）の検出および測定に等圧干渉を引き起こす可能性がある。[127]ステンレス鋼中に存在する白金は白金アルギド（PtAr + ）を形成し、帯水層のトレーサーとして使用できるウラン234の検出を妨げる可能性がある。 [128]塩化アルゴン陽イオンはヒ素の検出を妨げる可能性があります。Ar 35 Cl + の質量電荷比は、ヒ素の唯一の安定同位体である75 As とほぼ同じです。[129]このような状況では、ArO + はNH 3との反応で除去できます。[130]代わりに、電熱蒸発またはヘリウムガスを使用すると、これらの干渉の問題を回避できます。[127]アルゴンは塩素と陰イオンArCl −を形成することもありますが、[131]質量分析アプリケーションでは陽イオンのみが検出されるため、これは問題になりません。
アルゴンボリニウムイオンBAr +は、 9～11eVのエネルギーを持つBBr +がアルゴン原子と反応して生成される。正電荷の90%はアルゴン原子上にある。 [132]
アルゴンイオンが21～60eVのエネルギーで一酸化炭素に衝突すると、ArC +イオンが形成される。しかし、より多くのC +イオンが形成され、エネルギーが高い場合はO +が高くなります。[133]
ArN +は、アルゴンイオンが8.2～41.2 eVのエネルギーで窒素に衝突し、35 eV付近でピークに達すると形成されます。しかし、 N+
2およびN +が生成される。[134]
ArXe +はX電子状態のときは1445cm −1の強度で結合しているが、 B励起状態のときは1013cm −1の強度で結合している。 [33]
金属アルゴン陽イオンは「アルギド」と呼ばれます。質量分析中に生成されるアルギドイオンは、イオンの結合エネルギーが高いほど強度が高くなります。遷移元素は、主族元素と比較して結合強度とイオンフラックス強度が高くなります。アルギドは、励起されたアルゴン原子が別の元素原子と反応するか、アルゴン原子が別のイオンと結合することによってプラズマ内で形成されます。
- Ar + + M → ArM + + e − ; M + + Ar → ArM + . [135]
超求電子剤と呼ばれる二重電荷を持つ陽イオンはアルゴンと反応することができる。生成されるイオンにはArCFが含まれる。2+
2 ...アーチ+
2、ArBF+
2およびArBF2歳以上
アルゴンと炭素またはホウ素との結合を含む。[136]
二重イオン化アセチレンHCCH 2+はアルゴンと非効率的に反応してHCCAr 2+を生成する。この生成物はAr +とアルゴニウムの生成と競合する。 [137]
SiFの2+
3 プラスイオンはアルゴンと反応してArSiFを生成する2+
2 .... [138]
多原子陽イオン
金属イオンは、1 つ以上のアルゴン原子から形成され、一種のアルゴン金属クラスターを形成することもあります。クラスターの中心にある異なるサイズの金属イオンは、イオンの周囲に異なる形状のアルゴン原子を適合させることができます。[149] 複数のアルゴン原子を持つアルギドは、質量分析で検出されています。これらにはさまざまな数のアルゴンが付着している可能性がありますが、マジックナンバーがあり、複合体は一般的に 4 個または 6 個の特定の数のアルゴン原子を持ちます。[150]これらは、飛行時間型質量分析計分析と光解離スペクトルによって研究できます。その他の研究方法には、クーロン爆発分析があります。[151]アルゴンタグは、研究対象の分子にアルゴン原子を弱く結合させる技術です。これにより、タグ付き分子の温度が大幅に低下し、赤外線吸収線が鋭くなります。アルゴンタグ付き分子は、特定の波長の光子によって破壊される可能性があります。[152]
リチウムイオンはアルゴン原子を加えて、100 個以上のアルゴン原子からなるクラスターを形成する。Li + Ar 4および Li + Ar 4 のクラスターは特に安定しており、一般的である。計算により、小さなクラスターはすべて非常に対称的であることがわかった。Li + Ar 2は直線状、Li + Ar 3は D 3h対称の平らな三角形、Li + Ar 4は四面体、Li + Ar 5 は四角錐または三角両錐の形状である可能性がある。Li + Ar 6 は、Li を中心とする八面体の形状である。Li + Ar 7またはそれよりわずかに大きいクラスターは、アルゴン原子の八面体を核とし、1 つ以上の三角形の面を他のアルゴン原子で覆っている。結合ははるかに弱いため、希少性が高い。[153]
ナトリウムはアルゴン原子とクラスターを形成し、8、10、16、20、23、25、29の番号でピークを示します。また、20面体番号47、50、57、60、63、77、80、116、147のアルゴン原子でもピークを示します。これには、正方形反プリズム（8）とキャップ付き正方形反プリズム（10原子）が含まれます。[149] Ti + Ar 1−nでは、アルゴン原子は基底電子状態3d 2 4s 1と3d 3 4s 0の混合を引き起こします。レーザーによって膨張アルゴンガス中のチタンのプラズマが生成されると、Ti + ArからTi + Ar 50までのクラスターが形成されます。しかし、Ti + Ar 6が他のすべてよりもはるかに一般的です。この場合、6 つのアルゴン原子は中心のチタンイオンの周りに八面体状に配置されている。Ti + Ar 2の場合、 DFT 計算では直線的であると予測され、Ti + Ar 3 は平らでもなく、1 つの短い Ti-Ar 結合と 2 つの長い Ti-Ar 結合を持つ。Ti + Ar 4 は歪んだ四面体で、1 つの長い Ti-Ar 結合を持つ。Ti + Ar 5は、1 つの結合が短い非対称の三角双錐形である。7 つ以上のアルゴン原子を含むクラスターの場合、構造には、より多くのアルゴン原子で覆われた三角形の面を持つ Ti + Ar 6八面体が含まれる。[154]
Cu + Ar 2は直線的であると予測される。Cu + Ar 3は平面の T 字型で、Ar-Cu-Ar 角は 93° であると予測される。Cu + Ar 4 は菱形平面 (正方形や四面体ではない) であると予測される。アルカリ金属とアルカリ土類金属の場合、M + Ar 4クラスターは四面体である。Cu + Ar 5 は菱形ピラミッド型であると予測される。Cu + Ar 6 は平らな八面体型である。Cu + Ar 7 ははるかに安定性が低く、7 番目のアルゴン原子は 6 つのアルゴン原子の内殻の外側にある。これはキャップド八面体と呼ばれる。アルゴン原子の完全な第 2 殻は Cu + Ar 34を生成する。この数を超えると構造変化が起こり、20 面体配置になり、Cu + Ar 55と Cu + Ar 146がより安定する。[155]
ストロンチウムイオンSr +は、2〜8個のアルゴン原子からクラスターを形成できます。Sr + Ar 2はC 2 v対称の三角形です。Sr + Ar 3はC 3 v対称の三角錐の形をしています。Sr + Ar 4は、面を共有する2つの三角錐と、共通頂点にストロンチウムがあります。C 2 v対称です。Sr + Ar 6は、ストロンチウム原子が底辺にあるアルゴン原子の五角錐です。[156]
ニオブ四アルギドNb + Ar 4では、アルゴン原子がニオブの周りに正方形に配置されていると考えられます。バナジウム四アルギドV + Ar 4も同様です。六アルギドCo + Ar 6とRh + Ar 6は、アルゴンが八面体に配置されている可能性があります。[150] インジウムモノカチオンは、複数のアルゴンとクラスターを形成し、魔法数は12、18、22、25、28、45、54、および70で、これは二十面体の形状の数です。[149]
アルゴンと一酸化炭素の混合物の中で銅金属を UV レーザーで照射すると、アルゴンで標識された銅カルボニル陽イオンが生成されます。これらのイオンは、どの波長の赤外線が分子を分解するかを観察することで研究できます。これらの分子イオンには CuCO + Ar、Cu(CO) 2 + Ar、Cu(CO) 3 + Ar、Cu(CO) 4 + Ar が含まれ、それぞれ赤外線波数 2216、2221、2205、2194 cm −1で分解され、アルゴンが失われます。アルゴンの結合エネルギーはそれぞれ 16.3、1.01、0.97、0.23 kcal/mol です。Cu(CO) 3 + Ar の赤外線吸収ピークは 2205 cm −1で、 Cu(CO) 3 +の2199 cm −1と比較されます。 Cu(CO) 4 + Ar の場合、ピークは 2198 cm −1であるのに対し、Cu(CO) 4 +の場合は 2193 cm −1 である。Cu(CO) 2 + Arの場合、ピークは2221 cm −1であるのに対し、アルゴンフリーの場合は 2218.3 cm −1 である。また、CuCO + Ar の場合、ピークは 2216 cm −1であるのに対し、 CuCO +の場合は2240.6 cm −1である。計算により予測されるこれらの分子イオンの形状は、CuCO + Ar の場合は直線、Cu(CO) 2 + Arの場合はわずかに曲がった T 字型、およびアルゴンを頂点とし、平らな星のような銅トリカルボニルを底辺とする三角錐である。[157]
アルゴン標識法で研究されているイオンには、n=2～5の水和プロトンH + (H 2 O) n Ar、[158]水和18-クラウン-6エーテルアルカリ金属イオン、[159]水和アルカリ金属イオン、[160]遷移金属アセチレン錯体、[161]プロトン化エチレン、[162]およびIrO 4 + がある。[163]
アルゴンメチルカチオン（またはメチルアルゴン）Ar x CH 3 +はn=1から8までが知られている。CH 3 +はY字型で、アルゴン原子が追加されると、Y面の上下に移動します。さらにアルゴン原子が追加されると、水素原子と並びます。ArCH 3 +のΔH 0は11 kcal/molで、Ar 2 CH 3 +の場合は13.5 kcal/molです（2Ar + CH 3 +の場合）。[164]
アルゴンとのボロキシル環カチオン錯体[ArB 3 O 4 ] +、[ArB 3 O 5 ] +、[ArB 4 O 6 ] +、[ArB 5 O 7 ] +は、極低温でのレーザー蒸発によって調製され、赤外気相分光法によって調査されました。 [3]これらは、アルゴンとホウ素の間の強い配位結合を特徴とする最初の大きな安定した気相錯体でした。
ディケーション
アルゴンとのジカチオンが貨幣金属として知られています。既知のジカチオンには、n=1-8 の CuAr n 2+と AgAr n 2+があり、ピーク発生時には CuAr 4 2+または AgAr 4 2+、および AuAr n 2+ n=3–7 です。4 つのアルゴン原子に加えて、6 つのアルゴン原子クラスターの濃度が高まっています。アルゴンのイオン化エネルギーは金属原子の 2 番目のイオン化エネルギーよりも低いため、2 つの正電荷を持つイオンの安定性は予想外です。そのため、金属原子の 2 番目の正電荷はアルゴンに移動してアルゴンをイオン化し、その後クーロン爆発を起こす非常に反発力のある分子を形成するはずです。ただし、これらの分子は運動学的に安定しているように見え、アルゴン原子に電荷を移動するには、より高いエネルギー状態を通過する必要があります。[165] 4つのアルゴン原子を含むクラスターは四角平面状になると予想され、6つのアルゴン原子を含むクラスターはヤーン・テラー効果によって八面体状に歪むと予想されます。
多原子陰イオン
希ガスと強い結合を持つアニオンの例は非常にまれです。一般的にアニオンは求核性であるため、負の電子親和力を持つ希ガスと結合することができません。しかし、2017年に発見された「超求電子アニオン」 [166]、クロソドデカボレートの気相フラグメンテーション生成物により、かなりの程度の共有相互作用を持つホウ素-希ガス結合を含む安定したアニオン化合物の観察につながりました。最も反応性の高い超求電子アニオン[B 12 (CN) 11 ] − 、シアン化クラスター[B 12 (CN) 12 ] 2-のフラグメンテーション生成物は、室温で自発的にアルゴンと結合することが報告されました。[4]
固体化合物
アルマン・ゴーティエは、岩石にはアルゴン（および窒素）が含まれており、岩石を酸で溶かすとアルゴンが遊離することに気づきました[167]が、アルゴンが岩石の中でどのように結合するかは科学界では無視されていました。[168]
フラーレン溶媒和物
固体のバックミンスターフラーレンは、 C 60ボールの間に小さな空間がある。200 MPa の圧力と 200 °C の熱を 12 時間加えると、アルゴンが固体に挿入されて結晶 Ar 1 C 60が形成される。これが冷却されると、標準状態で数か月安定する。アルゴン原子は八面体の格子間サイトを占める。結晶格子のサイズは室温ではほとんど変化しないが、265 K 未満では純粋な C 60 よりもわずかに大きくなる。しかし、アルゴンは 250 K 未満ではバッキーボールの回転を止め、これは純粋な C 60よりも低い温度である。[169]
固体C 70フラーレンは、圧力 200 MPa、温度 200 °C でアルゴンを吸収する。C 70 ·Ar はアルゴンを八面体位置に持ち、岩塩構造で、格子定数が 15.001 Å の立方晶である。これは純粋な C 70の格子定数 14.964 Å と比較すると、アルゴンは結晶をわずかに膨張させる。C 70楕円球は固体内で自由に回転し、穴を埋める余分なアルゴン原子によって位置が固定されることはない。固体を標準状態で保管すると、アルゴンは数日かけて徐々に抜けていくため、C 70 ·Ar は C 60 ·Arよりも安定性が低くなる。これは、形状と内部回転によってアルゴン原子が移動できるチャネルが可能になるためと考えられる。[170]
フラーレンをトルエンから溶解して結晶化すると、トルエンが結晶の一部として含まれた固体が形成されることがある。しかし、この結晶化が高圧アルゴン雰囲気下で行われると、トルエンは含まれず、アルゴンに置き換えられる。その後、加熱により得られた結晶からアルゴンが除去され、溶媒和されていない固体フラーレンが生成される。[171]
クラスレート
アルゴンはハイドロキノン（HOC 6 H 4 OH）3 •Arとクラスレートを形成する。 [172]ベンゼンから20気圧のアルゴン圧下で結晶化すると、アルゴンを含む明確な構造が得られる。[173]アルゴンフェノールクラスレート4C 6 H 5 OH•Arも知られている。結合エネルギーは40 kJ/molである。[168]他の置換フェノールもアルゴンと結晶化することができる。[172] アルゴン水クラスレートについては水性アルゴンのセクションで説明されている。
二フッ化アルゴン
二フッ化アルゴン（ArF 2）は、57GPa以上の圧力で安定すると予測されており、電気絶縁体であるはずである。[174]
ね2ArとAr2ね
約4Kでは、ネオンとアルゴンが固体として混合される2つの相、Ne 2 ArとAr 2 Neがあります。[175] Krの場合、固体アルゴンは無秩序な混合物を形成します。[176]
アルH4
高圧下では水素と酸素の化学量論的固体、Ar(H 2 ) 2とAr(O 2 ) 3が形成される。[177]
Ar(H 2 ) 2は六方晶系のC14 MgZn 2 ラーベス相で結晶化する。少なくとも200 GPaまでは安定だが、250 GPaでAlB 2構造に変化すると予測される。さらに高圧では水素分子が分解し、金属化が起こるはずである。[177]
ArO および ArO6
酸素とアルゴンは室温で圧力を受けると、異なる結晶構造を持つ数種類の異なる合金を形成する。アルゴン原子と酸素分子はサイズが似ているため、他の混合ガスに比べて混和性の範囲が広くなる。固体アルゴンは、構造を変えることなく最大 5% の酸素を溶解できる。酸素が 50% 未満の場合、六方最密相が存在する。これは約 3GPa から 8.5 GPa まで安定している。代表的な式は ArO である。5.5 GPa から 7 GPa の間で酸素が増えると、立方晶Pm 3 n構造が存在するが、より高い圧力下ではI 4 2 d空間群形式に変化する。8.5 GPa を超えると、これらの合金は固体アルゴンと ε-酸素に分離する。立方晶構造は、6.9 GPa で 5.7828 Å の単位格子端を持つ。代表的な式は Ar(O 2 ) 3である。[178]
アルヘ2
密度汎関数理論を用いると、 ArHe 2は13.8 GPa以下の高圧下ではMgCu 2 Laves相構造で存在すると予測される。13.8 GPaを超えるとAlB 2構造に変化する。[179]
アルトン
圧力下ではアルゴンがゼオライトに挿入される。アルゴンの原子半径は 1.8 Å なので、十分な大きさの細孔であれば挿入することができる。TON ゼオライトの各単位格子には、ネオンの 12 個に対して、アルゴンは最大 5 個まで原子を収容できる。アルゴン注入 TON ゼオライト (Ar-TON) は、圧力が増加すると占有されていない細孔が楕円形になるため、Ne-TON よりも圧縮性が高い。Ar-TON を大気圧にすると、アルゴンはゆっくりと脱着するため、外部圧力がかからない状態でも 1 日間は固体内にいくらか残る。[180]
ニッケルアルギド
140 GPa および 1500K では、ニッケルとアルゴンは合金 NiAr を形成する。[181] NiAr は室温および 99 GPa の低圧でも安定している。面心立方(fcc) 構造を持つ。この化合物は金属である。ニッケル原子 1 個あたり 0.2 個の電子をアルゴン原子に奪われ、アルゴン原子は酸化剤となる。これはニッケルが酸化剤である Ni 3 Xe とは対照的である。ArNi 化合物の体積は、これらの圧力では個々の元素の体積より 5% 小さい。この化合物が地球の中心核に存在するとすれば、地熱熱を生み出す放射性崩壊中に生成されるはずのアルゴン 40 の半分しか地球上に存在しない理由を説明できるかもしれない。[182]
有機アルゴン化学
有機アルゴン化学は、炭素とアルゴンの化学結合を含む化合物の合成と特性を説明します。
このような化合物はほとんど知られていない。 2008年にアセチレンジカチオンとアルゴンの反応でHCCAr 2+が生成された。[183] CF2歳以上3アルゴンとの反応でArCFが生成2歳以上2この反応は希ガスの中でアルゴンに特有である。[184]
化合物FArCCHは理論的に研究されており、安定していると予測されている。[185] FArCCFも合成および検出できるほど安定している可能性があるが、FArCCArFはそうではないと思われる。[186] 2015年の計算では、FArCCHとFArCH 3は安定しているが、FArCNは安定していないことが示唆されている。[187] FArCC −は、クリプトンおよびキセノン（ヘリウムではない）類似体と同様に、速度論的に安定しているはずである。 [188] HArC 4 H（クリプトン類似体が知られている）およびHArC 6 Hも安定していると予測されている。[189] FArCO +およびClArCO +は準安定であるはずであり、極低温条件下で特性評価が可能かもしれない。[190]計算によれば、HArCCFとHCCArFは安定しており、HNgCCF分子はHNgCCH（Ng = Ar、Kr、Xe）よりも安定しているはずである。対応するクリプトン種は実験的に生成されているが、アルゴン種は実験的試みにもかかわらず生成されていない。HCCNgCNとHCCNgNC（Ng = Ar、Kr、Xe）も同様に安定であると計算されているが、実験的探索は失敗している。[191]
参考文献
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