Composés d'argon - Argon compounds

Les composés d'argon , les composés chimiques qui contiennent l'élément argon , sont rarement rencontrés en raison de l' inertie de l' atome d' argon . Cependant, des composés d'argon ont été détectés dans l' isolement de matrice de gaz inerte , des gaz froids et des plasmas, et des ions moléculaires contenant de l'argon ont été fabriqués et également détectés dans l'espace. Un composé interstitiel solide de l'argon, Ar ₁ C ₆₀ est stable à température ambiante. Ar ₁ C _{60 a} été découvert par le CSIRO .

L'argon s'ionise à 15,76 eV, ce qui est supérieur à l'hydrogène, mais inférieur à l'hélium, au néon ou au fluor. Les molécules contenant de l'argon peuvent être des molécules de van der Waals très faiblement maintenues ensemble par les forces de dispersion de London . Les molécules ioniques peuvent être liées par des interactions dipolaires induites par la charge. Avec les atomes d'or, il peut y avoir une certaine interaction covalente. Plusieurs liaisons bore-argon avec des interactions covalentes significatives ont également été signalées. Les méthodes expérimentales utilisées pour étudier les composés d'argon ont inclus des matrices de gaz inerte , la spectroscopie infrarouge pour étudier les mouvements d'étirement et de flexion , la spectroscopie micro - ondes et infrarouge lointain pour étudier la rotation, ainsi que la spectroscopie visible et ultraviolette pour étudier différentes configurations électroniques, y compris les excimères . La spectroscopie de masse est utilisée pour étudier les ions. Des méthodes de calcul ont été utilisées pour calculer théoriquement les paramètres des molécules et prédire de nouvelles molécules stables. Les méthodes de calcul ab initio utilisées incluent CCSD(T) , MP2 ( théorie des perturbations de Møller-Plesset du second ordre), CIS et CISD . Pour les atomes lourds, des potentiels de noyau effectifs sont utilisés pour modéliser les électrons internes, de sorte que leurs contributions n'ont pas à être calculées individuellement. Des ordinateurs plus puissants depuis les années 1990 ont rendu ce type d' étude in silico beaucoup plus populaire, étant beaucoup moins risqué et plus simple qu'une expérience réelle. Cet article est principalement basé sur des résultats expérimentaux ou observationnels.

Le laser au fluorure d'argon est important dans la photolithographie des puces de silicium. Ces lasers émettent une forte émission ultraviolette à 192 nm.

Argonium

L'argonium (ArH ⁺ ) est un ion combinant un proton et un atome d'argon. On le trouve dans l'espace interstellaire dans le gaz d' hydrogène atomique diffus où la fraction d' hydrogène moléculaire H ₂ est comprise entre 0,0001 et 0,001.

L'argonium se forme lorsque H ₂ ⁺ réagit avec des atomes d'Ar :

Ar + H⁺
₂→ ArH ⁺ + H

et il est également produit à partir d' ions Ar ⁺ produits par les rayons cosmiques et les rayons X de l'argon neutre :

Ar ⁺ + H ₂ → *ArH ⁺ + H 1,49 eV.

Lorsque ArH ⁺ rencontre un électron, une recombinaison dissociative peut se produire, mais elle est extrêmement lente pour les électrons de faible énergie, permettant à ArH ⁺ de survivre beaucoup plus longtemps que de nombreux autres cations protonés similaires.

ArH ⁺ + e ⁻ → ArH* → Ar + H

L'ArH ⁺ artificiel fabriqué à partir d'Ar terrestre contient principalement l'isotope ⁴⁰ Ar plutôt que le ³⁶ Ar cosmiquement abondant . Artificiellement, il est fabriqué par une décharge électrique à travers un mélange argon-hydrogène.

Occurrence naturelle

Dans la Nébuleuse du Crabe , l'ArH ^{+ est} présent à plusieurs endroits révélés par des raies d'émission . L'endroit le plus fort est dans le filament sud. C'est aussi l'endroit avec la plus forte concentration d' ions Ar ⁺ et Ar ²⁺ . La densité de colonne d'ArH ⁺ dans la nébuleuse du Crabe est comprise entre 10 ¹² et 10 ¹³ atomes par centimètre carré. Il est possible que l'énergie nécessaire pour exciter les ions afin qu'ils puissent ensuite émettre, provient de collisions avec des électrons ou des molécules d'hydrogène. Vers le centre de la Voie lactée, la densité de colonne d'ArH ⁺ est d'environ2 × 10 ¹³  cm ⁻² .

Cations d'argon en grappe

Le cation diargon , Ar⁺
₂ a une énergie de liaison de 1,29 eV.

Le cation triargon Ar⁺
₃est linéaire, mais a une liaison Ar−Ar plus courte que l'autre. Les longueurs de liaison sont de 2,47 et 2,73 ångströms . L'énergie de dissociation en Ar et Ar ₂ ⁺ est de 0,2 eV. Conformément à l'asymétrie de la molécule, la charge est calculée comme +0,10, +0,58 et +0,32 sur chaque atome d'argon, de sorte qu'elle ressemble beaucoup à Ar⁺
₂ lié à un atome d'Ar neutre.

De plus grands amas d'argon chargé sont également détectables en spectroscopie de masse. Le cation tétraargon est également linéaire. Ar⁺
₁₃ les amas icosaédriques ont un Ar⁺
₃noyau, tandis que Ar⁺
₁₉est dioctaédrique avec un Ar⁺
₄coeur. L' Ar linéaire⁺
₄le noyau a +0,1 charge sur les atomes externes et +0,4 charge sur chacun des atomes internes. Pour les plus gros amas d'argon chargé, la charge n'est pas répartie sur plus de quatre atomes. Au lieu de cela, les atomes externes neutres sont attirés par la polarisation électrique induite. Les amas d'argon chargés absorbent le rayonnement, du proche infrarouge au visible à l'ultraviolet. Le noyau de charge, Ar⁺
₂, Ar⁺
₃ou Ar⁺
₄s'appelle un chromophore . Son spectre est modifié par la première couche d'atomes neutres attachés. Les plus gros clusters ont le même spectre que les plus petits. Lorsque les photons sont absorbés dans le chromophore , il est initialement excité électroniquement , mais ensuite l'énergie est transférée à l'ensemble de l'amas sous forme de vibration . L'excès d'énergie est éliminé par les atomes externes qui s'évaporent de l'amas un à la fois. Le processus de destruction d'un amas par la lumière est appelé photofragmentation .

Les amas d'argon chargés négativement sont thermodynamiquement instables et ne peuvent donc pas exister. L'argon a une affinité électronique négative .

Monohydrure d'argon

L'hydrure d'argon neutre, également connu sous le nom de monohydrure d'argon (ArH), a été le premier hydrure de gaz noble découvert. J. W. C. Johns a découvert une raie d'émission d'ArH à 767 nm et a annoncé la découverte en 1970. La molécule a été synthétisée en utilisant l' irradiation aux rayons X de mélanges d'argon avec des molécules riches en hydrogène telles que H ₂ , H ₂ O , CH ₄ et CH ₃ OH . Les atomes d'argon excités aux rayons X sont dans l'état 4p.

Le monohydrure d'argon est instable dans son état fondamental, 4s, car un atome de gaz inerte neutre et un atome d'hydrogène se repoussent à des distances intermoléculaires normales. Lorsqu'un ArH* de plus haut niveau d'énergie émet un photon et atteint l'état fondamental, les atomes sont trop proches les uns des autres, ils se repoussent et se brisent. Cependant, une molécule de van der Waals peut exister avec une liaison longue. Cependant, l'ArH* excité peut former des molécules de Rydberg stables , également appelées excimères . Ces molécules de Rydberg peuvent être considérées comme un noyau d' argon protoné , entouré d'un électron dans l'un des nombreux états d'énergie plus élevés possibles.

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

Au lieu du dihydrogène, d'autres molécules contenant de l'hydrogène peuvent également avoir un atome d'hydrogène extrait par l'argon excité, mais notez que certaines molécules se lient trop fortement à l'hydrogène pour que la réaction se déroule. Par exemple, l' acétylène ne formera pas d'ArH de cette façon.

Dans la molécule de van der Waals d'ArH, la longueur de la liaison est calculée à environ 3,6 Å et l' énergie de dissociation calculée à 0,404 kJ/mol (33,8 cm ^-1 ). La longueur de liaison en ArH* est calculée comme 1,302 Å.

Le spectre du monohydrure d'argon, à la fois ArH* et Ar D *, a été étudié. L'état lié le plus bas est appelé A ² Σ ⁺ ou 5s. Un autre état bas est connu sous le nom de 4p, composé des états C ² Σ ⁺ et B ² π. Chaque transition vers ou depuis des états de niveau supérieur correspond à une bande. Les bandes connues sont 3p → 5s, 4p → 5s, 5p → 5s (origine de la bande17 486 .527 cm ⁻¹ ), 6p → 5s (origine bande21 676 0,90 cm ^-1 ) 3dσ → 4p, 4p → 3dπ (6900 cm ^-1 ), 3dδ → 4p (8200-8800 cm ^-1 ), 4dσ → 4p (15 075  cm ⁻¹ ), 6s → 4p (7400–7950 cm ⁻¹ ), 7s → 4p (prédit à13 970  cm ⁻¹ , mais obscurci), 8s → 4p (16 750  cm ⁻¹ ), 5dπ → 4p (16 460  cm ⁻¹ ), 5p → 6s (origine bande 3681.171 cm ⁻¹ ), 4f → 5s (20 682 .17 et20 640 .90 cm ⁻¹ origine bande pour ArD et ArH), 4f → 3dπ (7548.76 et 7626.58 ccm ⁻¹ ), 4f → 3dδ (6038.47 et 6026.57 cm ⁻¹ ), 4f → 3dσ (4351.44 cm ⁻¹ pour ArD) . Les transitions allant à 5s, 3dπ → 5s et 5dπ → 5s, sont fortement prédissociées , brouillant les lignes. Dans le spectre UV, il existe une bande continue de 200 à 400 nm. Cette bande est due à deux différents états supérieurs: B ² Π → A ² Σ ⁺ rayonne sur 210-450 nm, et E ² Π → A ² Σ ⁺ est comprise entre 180 et 320 nm. Une bande dans le proche infrarouge de 760 à 780 nm.

D'autres moyens de fabriquer de l'ArH incluent un tube à décharge de type Penning ou d'autres décharges électriques. Une autre méthode consiste à créer un faisceau d'ions ArH ⁺ (argonium) puis à les neutraliser dans de la vapeur de césium activée par laser . En utilisant un faisceau, les durées de vie des différents états d'énergie peuvent être observées, en mesurant le profil de l'énergie électromagnétique émise à différentes longueurs d'onde. L'état E ² de ArH a une durée de vie radiative de 40 ns. Pour ArD, la durée de vie est de 61 ns. L'état B ² Π a une durée de vie de 16,6 ns en ArH et de 17 ns en ArD.

Polyhydrures d'argon

Le cation argon dihydrogène ArH⁺
₂a été prédit pour exister et être détectable dans le milieu interstellaire . Cependant, il n'a pas été détecté en 2021. ArH⁺
₂est prédit linéaire sous la forme Ar−H−H. La distance H−H est de 0,94 . La barrière de dissociation n'est que de 2 kcal/mol (8 kJ/mol), et ArH⁺
₂perd facilement un atome d'hydrogène pour donner ArH ⁺ . La constante de force de la liaison ArH est ici de 1,895 m dyne /Å ² (1,895 × 10 ¹²  Pa ).

Le cation argon trihydrogène ArH⁺
₃a été observé en laboratoire. ArH ₂ D ⁺ , ArHD⁺
₂et ArD⁺
₃ont également été observés. Le cation trihydrogène argon est de forme plane, avec un atome d'argon au sommet d'un triangle d'atomes d'hydrogène.

Argoxonium

L'ion argoxonium ArOH ⁺ devrait être une géométrie moléculaire courbée à l'état 1 ¹ A′. ³ Σ ^- est un état triplet 0,12 eV plus riche en énergie, et ³ A "est un état triplet 0,18 eV supérieur. La liaison Ar−O devrait avoir une longueur de 1,684 Å et une constante de force de 2,988 mdyne/Å ² (2,988 × 10 ¹²  Pa ).

ArNH ⁺

ArNH ⁺ est une molécule ionique possible à détecter en laboratoire, et dans l'espace, car les atomes qui la composent sont communs. ArNH ⁺ devrait être plus faiblement lié que ArOH ⁺ , avec une constante de force dans la liaison Ar−N de 1,866 mdyne/Å ² (1,866 × 10 ¹²  Pa ). L' angle au niveau de l'atome d'azote est estimé à 97,116°. Les longueurs Ar−N devraient être de 1,836 et la longueur de liaison N−H serait de 1,046

Cation de diazote d'argon

Le complexe cationique linéaire argon diazote a également été détecté en laboratoire :

Ar + N⁺
₂→ ArN⁺
₂ photodissociation→Ar ⁺ + N ₂ .

La dissociation donne Ar ⁺ , car il s'agit d'un état d'énergie plus élevée. L'énergie de liaison est de 1,19 eV. La molécule est linéaire. La distance entre deux atomes d'azote est de 1,1 . Cette distance est similaire à celle du neutre N ₂ plutôt qu'à celle de N⁺
₂ion. La distance entre un azote et l'atome d'argon est de 2,2 Å. L'origine de la bande vibrationnelle pour la liaison azote dans ArN⁺
₂( V  = 0 → 1) est à 2272,2564 cm ^-1 contre N ₂ ⁺ à 2175 et N ₂ à 2330 cm ^-1 .

Dans le processus de photodissociation , il est trois fois plus susceptible de produire Ar ⁺ + N ₂ par rapport à Ar + N⁺
₂.

ArHN⁺
₂

ArHN⁺
₂a été produit dans une expansion de jet supersonique de gaz et détecté par spectroscopie micro - ondes à transformée de Fourier . La molécule est linéaire, avec les atomes dans l'ordre Ar−H−N−N. La distance Ar−H est de 1,864 Å. Il existe une liaison plus forte entre l'hydrogène et l'argon que dans ArHCO ⁺ .

La molécule est formée par la réaction suivante :

ArH ⁺ + N ₂ → ArHN⁺
₂.

Cation bis(diazote) argon

L'ion argon peut lier deux molécules de diazote (N ₂ ) pour donner un complexe ionique de forme et de structure linéaires N=N−+Ar-N=N. La longueur de la liaison N=N est de 1,1014 Â et la longueur de la liaison de l'azote à l'argon est de 2,3602 Â. 1,7 eV d'énergie est nécessaire pour séparer cela en N ₂ et ArN⁺
₂. L'origine de la bande d'une bande infrarouge due à la vibration antisymétrique des liaisons N=N est à 2288,7272 cm ^-1 . Par rapport à N ₂ il est décalé vers le rouge de 41,99 cm ^-1 . La constante de rotation de l'état fondamental de la molécule est0,034 296  cm ^-1 .

Ar(N
₂)⁺
₂est produit par une expansion supersonique d'un mélange 10:1 d'argon et d'azote à travers une buse, qui est impactée par un faisceau d'électrons .

ArN ₂ O ⁺

ArN ₂ O ⁺ absorbe les photons dans quatre bandes de longueur d'onde violet-ultraviolet conduisant à la rupture de la molécule. Les bandes sont 445-420, 415-390, 390-370 et 342 nm.

ArHCO ⁺

ArHCO ⁺ a été produit dans une expansion de gaz par jet supersonique et détecté par spectroscopie micro-ondes à transformée de Fourier de type Fabry-Perot.

La molécule est faite par cette réaction

ArH ⁺ + CO → ArHCO ⁺ .

Ion dioxyde de carbone-argon

ArCO⁺
₂peut être ravi de former ArCO⁺
₂* où la charge positive est déplacée de la partie dioxyde de carbone vers l'argon. Cette molécule peut se trouver dans la haute atmosphère. Expérimentalement la molécule est fabriqué à partir d' un gaz argon à basse pression avec 0,1% de dioxyde de carbone , irradié par un 150 V faisceau d'électrons . L'argon est ionisé et peut transférer la charge à une molécule de dioxyde de carbone. L'énergie de dissociation de l' ArCO⁺
₂ est de 0,26 eV.

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

molécules de van der Waals

Les atomes d'argon neutres se lient très faiblement à d'autres atomes ou molécules neutres pour former des molécules de van der Waals . Ceux-ci peuvent être fabriqués en dilatant l'argon sous haute pression mélangé avec les atomes d'un autre élément. L'expansion se produit à travers un petit trou dans le vide et entraîne un refroidissement à des températures de quelques degrés au-dessus du zéro absolu. A des températures plus élevées, les atomes seront trop énergétiques pour rester ensemble grâce aux faibles forces de dispersion de Londres . Les atomes qui doivent se combiner avec l'argon peuvent être produits par évaporation avec un laser ou bien par une décharge électrique. Les molécules connues comprennent AgAr, Ag ₂ Ar, NaAr, KAr, MgAr, CaAr, SrAr, ZnAr, CdAr, HgAr, SiAr, InAr, CAr, GeAr, SnAr et BAr. SiAr a été fabriqué à partir d'atomes de silicium dérivés de Si(CH ₃ ) ₄ .

En plus des molécules de van der Waals très faiblement liées, il existe des molécules excitées électroniquement avec la même formule. En tant que formule, ceux-ci peuvent être écrits ArX*, le "*" indiquant un état excité . Les atomes sont beaucoup plus fortement liés par une liaison covalente. Ils peuvent être modélisés comme un ArX ⁺ entouré d' une couche d' énergie plus élevée avec un électron. Cet électron externe peut changer d'énergie en échangeant des photons et peut donc devenir fluorescent. Le laser au fluorure d'argon largement utilisé utilise l'excimère ArF* pour produire un fort rayonnement ultraviolet à 192 nm. Le laser au chlorure d'argon utilisant ArCl* produit des ultraviolets encore plus courts à 175 nm, mais est trop faible pour être appliqué. Le chlorure d'argon dans ce laser provient de molécules d'argon et de chlore.

Amas d'argon

L'argon gazeux refroidi peut former des amas d'atomes. Le diargon , également connu sous le nom de dimère d'argon, a une énergie de liaison de 0,012 eV, mais les amas Ar ₁₃ et Ar ₁₉ ont une énergie de sublimation (par atome) de 0,06 eV. Pour l'argon liquide, qui pourrait s'écrire Ar _∞ , l'énergie augmente jusqu'à 0,08 eV. Des amas de plusieurs centaines d'atomes d'argon ont été détectés. Ces amas d'argon sont de forme icosaédrique , constitués d'enveloppes d'atomes disposées autour d'un atome central. La structure change pour les amas de plus de 800 atomes pour ressembler à un minuscule cristal avec une structure cubique à faces centrées (fcc), comme dans l'argon solide. C'est l'énergie de surface qui maintient une forme icosaédrique , mais pour les amas plus grands, la pression interne attirera les atomes dans un arrangement fcc. Les amas neutres d'argon sont transparents à la lumière visible.

Molécules diatomiques de van der Waals

Molécule	Énergie de liaison sol état (cm −1 )	Énergie de liaison excitée état (cm −1 )	Longueur de liaison à l' état fondamental (Å)	Longueur de liaison à l' état excité (Å)	Numero CAS
ArH					30736-04-0
ArHe					12254-69-2
Menteur	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
Équipement
KrAr					51184-77-1
Gélose	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* est également formé lorsque le dioxygène piégé dans une matrice d'argon est soumis à un vide ultraviolet . Il peut être détecté par sa luminescence :

O ₂ + hv → O⁺
₂+ E ^- ; O  ⁺
₂+ e ⁻ → 2O* ;  O* + Ar → ArO*.

La lumière émise par ArO* a deux bandes principales, une à 2,215 eV et une plus faible à 2,195 eV.

Sulfure d'argon, ArS* luminescent dans le proche infrarouge à 1,62 eV. ArS est fabriqué à partir d' OCS irradié aux UV dans une matrice d'argon. Les états excités durent respectivement 7,4 et 3,5 µs pour le pic du spectre et la bande.

Molécules triatomiques de van der Waals

Des molécules de cluster contenant du dichlore et plus d'un atome d'argon peuvent être fabriquées en forçant un mélange 95:5 d'hélium et d'argon et une trace de chlore à travers une buse. ArCl ₂ existe en forme de T. Ar ₂ Cl ₂ a une forme de tétraèdre déformé, avec les deux atomes d'argon à 4,1 l'un de l'autre, et leur axe à 3,9 du Cl ₂ . L'énergie de liaison de van der Waals est de 447 cm ^-1 . Ar ₃ Cl ₂ existe également avec une énergie de liaison de van der Waals de 776 cm ^-1 .

La molécule linéaire Ar·Br ₂ a un spectre continu pour les transitions X → B de la molécule de brome . Le spectre du brome est décalé vers le bleu et s'étale lorsqu'il se lie à un atome d'argon.

ArI ₂ montre un spectre qui ajoute des bandes satellites aux bandes vibratoires supérieures de I ₂ . La molécule ArI ₂ a deux isomères différents, une forme linéaire et l'autre en forme de T. La dynamique d'ArI ₂ est complexe. La rupture se produit par des voies différentes dans les deux isomères. La forme en T subit une relaxation vibrationnelle intramoléculaire, tandis que la forme linéaire se brise directement. Des amas de diiode, I ₂ Ar _n ont été constitués.

L'amas ArClF a une forme linéaire. L'atome d'argon est le plus proche de l'atome de chlore.

ArBrCl linéaire peut également se réarranger en ArClBr, ou un isomère en forme de T.

De multiples atomes d'argon peuvent « solvater » une molécule d' eau formant une monocouche autour du H ₂ O. Ar ₁₂ ·H ₂ O est particulièrement stable, ayant une forme icosaédrique . Des molécules de Ar·H ₂ O à Ar ₁₄ ·H ₂ O ont été étudiées.

ArBH a été produit à partir de monohydrure de bore (BH) qui à son tour a été créé à partir de diborane au moyen d'un laser ultraviolet à 193 nm. Le mélange BH-argon a été expansé à travers une buse de 0,2 mm de diamètre sous vide. Le mélange gazeux se refroidit et Ar et BH se combinent pour donner ArBH. Un spectre de bande qui combine la transition électronique A ¹ Π←X ¹ Σ ⁺ , avec vibration et rotation peut être observé. Le BH a un spin singulet, et c'est le premier complexe de van der Waals connu avec une paire d'atomes à spin singulet. Pour cette molécule la constante de rotation est de 0,133 cm ^-1 , l'énergie de dissociation est de 92 cm ^-1 et la distance de l'argon à l'atome de bore est de 3,70 Å. ArAlH est également connu pour exister.

MgAr ₂ est également connu.

Molécules polyatomiques de van der Waals

Certaines molécules polyatomiques linéaires peuvent former des complexes de van der Waals en forme de T avec l'argon. Il s'agit notamment du NCCN , du dioxyde de carbone , de l' oxyde nitreux , de l' acétylène , de l' oxysulfure de carbone et du ClCN . D'autres attachent l'atome d'argon à une extrémité pour continuer à être linéaire, y compris HCN .

D'autres composés polyatomiques de van der Waals de l'argon comprennent ceux du fluorobenzène , du radical formyle (ArHCO), du 7-azaindole , du glyoxal , du chlorure de sodium (ArNaCl), de l'ArHCl et de la cyclopentanone .

Molécule	Nom	Énergie de liaison à l' état fondamental (cm −1 )	Position ou atome le plus proche de l'argon	Longueur de liaison à l' état fondamental de Ar (Å)	Angle de liaison de l'atome (degrés)	Force ou fréquence d' étirement de la liaison	moment dipolaire D	Numero CAS	les références
(CH 3 ) 2 F 2 Si·Ar	Difluorodiméthylsilane – argon
CH 2 F 2 ·Ar	Difluorométhane – argon		F	3.485	58,6
CF 3 CN	argon de trifluorométhylcyanure		C1	3,73	77			947504-98-5
CF 2 HCH 3 ·Ar	1,1-difluoroéthane argon		F					–
CH 2 FCH 2 F·Ar	1,2-difluoroéthane argon	181	F	3.576	61			264131-14-8
CH 3 CHO·Ar	acétaldéhyde argon	161	C-1	3.567	76,34			158885-13-3
C 2 H 4 O·Ar	oxirane argon	200	O	3.606 (CM)	72,34
ArBF 3	trifluorure de bore argon		B	3.325	sur l'axe ArBF ≈90,5°	0,030 mdyn/Å	0,176
Arc 6 H 6	benzène- argon		sur un axe sextuple	3,53 de l'avion			0,12
ARPF 3	complexe de trifluorure de phosphore d' argon		P	3,953 du centre de gravité	70,3° sur la face PF 2
Ar-NCCN	Complexe argon– cyanogène van der Waals		centre de la molécule	3.58	Forme en T à 90°	30 cm -1	0,0979
DCCDar	acétylène deutéré à l'argon		centre de la molécule	3,25	Forme en T à 90°	0,0008 mdyn/Å / 8,7 cm -1
SO 3 Ar	trioxyde de soufre argon		S	3.350	sur l'axe 90° de la liaison SO	0,059 mdyn/Å / 61 cm -1
Ar•HCCH	acétylène argon				forme de T
OCS•Ar
CH 3 OH•Ar
CH 3 Cl•Ar
	Pyridine argon
	Pyrrole argon

Argon aqueux

L'argon dissous dans l'eau fait monter le pH à 8,0, apparemment en réduisant le nombre d'atomes d'oxygène disponibles pour lier les protons.

Avec la glace, l'argon forme un hydrate de clathrate . Jusqu'à 0,6 GPa, le clathrate a une structure cubique. Entre 0,7 et 1,1 GPa, le clathrate a une structure tétragonale. Entre 1,1 et 6,0 GPa, la structure est orthorhombique centrée sur le corps . Au-dessus de 6,1 GPa, le clathrate se transforme en argon solide et en glace VII . A pression atmosphérique, le clathrate est stable en dessous de 147 K. A 295 K, la pression d'argon du clathrate est de 108 MPa.

Fluorhydrure d'argon

Le fluorohydrure d'argon a été une découverte importante dans le rajeunissement de l'étude de la chimie des gaz rares. HArF est stable sous forme solide à des températures inférieures à 17 K. Il est préparé par photolyse du fluorure d'hydrogène dans une matrice solide d'argon. HARArF aurait une barrière à la décomposition si faible qu'il ne sera probablement jamais observé. Cependant, HBeArF devrait être plus stable que HArF.

Composés d'uranium

CUO dans une matrice d'argon solide peut lier un ou quelques atomes d'argon pour donner CUO·Ar, CUO·Ar ₃ ou CUO·Ar ₄ . Le CUO lui-même est fabriqué en évaporant des atomes d' uranium en monoxyde de carbone . L'uranium agit comme un acide de Lewis fort dans le CUO et forme des liaisons avec des énergies d'environ 3,2 kcal/mol (13,4 kJ/mol) avec l'argon. L'argon agit comme une base de Lewis . Sa densité électronique est insérée dans une orbitale 6d vide sur l'atome d'uranium. Le spectre de CUO est modifié par l'argon de sorte que la fréquence d'étirement U-O passe de 872,2 à 804,3 cm- ¹ et la fréquence d'étirement U-C de 1047,3 à 852,5 cm- ¹ . Le changement significatif dans le spectre se produit parce que le CUO passe d'un état singulet (en phase gazeuse ou néon solide) à un état triplet, avec complexation d'argon ou de gaz noble. La longueur de la liaison argon-uranium est de 3,16 Å. C'est plus court que la somme des rayons atomiques de U et Ar de 3,25 , mais considérablement plus long qu'une liaison covalente normale à l'uranium. Par exemple, U−Cl dans UCl ₆ vaut 2,49 Å. Lorsque le xénon est inclus dans la matrice d'argon solide jusqu'à quelques pour cent, des molécules de van der Waals supplémentaires sont formées : CUO·Ar ₃ Xe, CUO·Ar ₂ Xe ₂ , CUO·ArXe ₃ et CUO·Xe ₄ . De même, le krypton peut remplacer l'argon dans CUO·Ar ₃ Kr, CUO·Ar ₂ Kr ₂ , CUO·ArKr ₃ et CUO·Kr ₄ . La forme de ces molécules est à peu près octaédrique , avec un centre d'uranium et des atomes de gaz rares autour de l'équateur.

UO⁺
₂ peut lier jusqu'à cinq atomes de gaz noble dans un anneau autour d'un O= linéaire+U=O noyau. Ces molécules sont produites lorsque l'uranium métal est soumis à une ablation laser en dioxygène. Cela produit UO, UO ₂ , UO ₃ , U ⁺ , et surtout UO⁺
₂. UO⁺
₂est ensuite condensé en une matrice de gaz noble, soit un élément pur, soit un mélange. Les atomes de gaz rares plus lourds auront tendance à déplacer les atomes plus légers. Les molécules ioniques produites de cette façon incluent UO
₂Ne
₄Ar⁺
, UO
₂Ne
₃Ar⁺
₂, UO
₂Ne
₂Ar⁺
₃, UO
₂À proximité⁺
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, et UO
₂ArXe⁺
₄, qui sont identifiés par un décalage de la fréquence d'étirement antisymétrique U=O.

L' UO ₂ neutre condensé dans l'argon solide est converti d'un état électronique à un autre par les ligands des atomes d'argon. Dans l'argon la configuration électronique est 5f ² (δφ) alors que dans le néon elle est 5f ¹ 7s ¹ (l'état ³ H _4g comparé à ³ Φ _2u ). En effet, les atomes d'argon ont une interaction anti-liaison plus importante avec l' électron 7s ¹ , le forçant dans une sous-couche différente. Le composé argoné a une fréquence d'étirement de 776 cm ^-1 contre 914,8 cm ^-1 dans le néon . La molécule d'argon et de dioxyde d'uranium est probablement UO ₂ Ar ₅ .

Oxyde de béryllium

Lorsque les atomes de béryllium réagissent avec l'oxygène dans une matrice d'argon solide (ou que le béryllium est évaporé dans la matrice), ArBeO se forme et est observable par son spectre infrarouge. La molécule de béryllia est fortement polarisée et l'atome d'argon est attiré par l'atome de béryllium. La force de liaison de l'Ar-Be est calculée à 6,7 kcal/mol (28 kJ/mol). La longueur de la liaison Ar-Be est estimée à 2,042 Å.

La molécule cyclique de Be ₂ O ₂ peut lier deux atomes d'argon, ou un argon avec un autre atome de gaz noble.

De manière analogue, le béryllium réagissant avec l' hydrogène sulfuré et piégé dans une matrice d'argon à 4 K forme ArBeS. Il a une énergie de liaison calculée à 12,8 kcal/mol (54 kJ/mol).

ArBeO ₂ CO (carbonate de béryllium) a été préparé (avec des adduits Ne, Kr et Xe).

La molécule de sulfite de béryllium cyclique peut également coordonner un atome d'argon sur l'atome de béryllium dans une matrice solide de néon ou d'argon.

Composés carbonylés

Groupe 6 éléments peuvent former penta réactifs carbonyles qui peuvent réagir avec de l' argon. Il s'agissait en fait de composés d'argon découverts en 1975 et connus avant la découverte de HArF, mais sont généralement négligés. Le tungstène forme normalement un hexacarbonyle , mais lorsqu'il est soumis à un rayonnement ultraviolet, il se brise en un pentacarbonyle réactif. Lorsque celui-ci est condensé en une matrice de gaz noble, le spectre infrarouge et UV varie considérablement en fonction du gaz noble utilisé. En effet, le gaz noble présent se lie à la position vacante sur l'atome de tungstène. Des résultats similaires se produisent également avec le molybdène et le chrome . L'argon n'est que très faiblement lié au tungstène dans ArW(CO) ₅ . La longueur de liaison Ar-W est estimée à 2,852 Å. La même substance est produite pendant une brève période dans de l' argon supercritique à 21 °C. Pour ArCr(CO) _5, le maximum de bande est à 533 nm (contre 624 nm dans le néon et 518 nm dans le krypton ). Formant des complexes de 18 électrons , le décalage de spectre dû aux différentes matrices était beaucoup plus petit, seulement autour de 5 nm. Cela indique clairement la formation d'une molécule à l'aide d'atomes de la matrice.

D'autres carbonyles et carbonyles complexés ont également des rapports de liaison à l'argon. Ceux - ci comprennent Ru (CO) ₂ (PMe ₃ ) ₂ Ar, Ru (CO) ₂ ( DMPE ) ₂ Ar, η ⁶ -C ₆ H ₆ Cr (CO) ₂ Ar. Des preuves existent également pour ArHMn(CO) ₄ , ArCH ₃ Mn(CO) ₄ , et fac -( η ² -dfepe)Cr(CO) ₃ Ar.

D'autres complexes de gaz rares ont été étudiés par photolyse de carbonyles dissous dans un gaz rare liquide, éventuellement sous pression. Ces complexes Kr ou Xe se désintègrent à l'échelle de la seconde, mais l'argon ne semble pas avoir été étudié de cette manière. L'avantage des gaz nobles liquides est que le milieu est complètement transparent au rayonnement infrarouge , ce qui est nécessaire pour étudier la vibration de liaison dans le soluté.

Des tentatives ont été faites pour étudier les adduits carbonyle-argon en phase gazeuse, mais l'interaction semble être trop faible pour observer un spectre. Dans la forme gazeuse, les raies d'absorption sont élargies en bandes en raison de la rotation qui se produit librement dans un gaz. Les adduits d'argon dans les liquides ou les gaz sont instables car les molécules réagissent facilement avec les autres produits de photolyse, ou se dimérisent , éliminant l'argon.

Monohalogénures de pièces de monnaie

Les monohalogénures métalliques de la monnaie d' argon ont été les premiers halogénures métalliques de gaz noble découverts, lorsque les molécules de monohalogénure métallique ont été soumises à un jet d'argon. Ils ont été trouvés pour la première fois à Vancouver en 2000. ArMX avec M = Cu , Ag ou Au et X = F , Cl ou Br ont été préparés. Les molécules sont linéaires. Dans ArAuCl, la liaison Ar−Au est de 2,47 Å, la fréquence d'étirement est de 198 cm ^-1 et l'énergie de dissociation est de 47 kJ/mol. ArAgBr a également été créé. ArAgF a une énergie de dissociation de 21 kJ/mol. La longueur de liaison Ar-Ag dans ces molécules est de 2,6 . ArAgCl est isoélectronique avec AgCl⁻
₂ce qui est mieux connu. La longueur de la liaison Ar−Cu dans ces molécules est de 2,25 Å.

Oxydes de métaux de transition

Dans une matrice d'argon solide, VO ₂ forme VO ₂ Ar ₂ et VO ₄ forme VO ₄ ·Ar avec une énergie de liaison calculée à 12,8 et 5,0 kcal/mol (53 et 21 kJ/mol). Le scandium sous forme de ScO ⁺ coordonne cinq atomes d'argon pour donner ScOAr⁺
₅. ces atomes d'argon peuvent être remplacés par des nombres d'atomes de krypton ou de xénon pour donner encore plus de molécules de gaz rares mélangées. Avec l' yttrium , YO ⁺ lie six atomes d'argon, et ceux-ci peuvent également être remplacés par un nombre variable d'atomes de krypton ou de xénon.

Dans le cas des monoxydes de métaux de transition, ScO, TiO et VO ne forment pas une molécule avec un atome d'argon. Cependant CrO, MnO, FeO, CoO et NiO peuvent chacun coordonner un atome d'argon dans une matrice d'argon solide. Les molécules de monoxyde métallique peuvent être produites par ablation laser du trioxyde métallique, suivie d'une condensation sur argon solide. ArCrO absorbe à 846,3 cm ^-1 , ArMnO à 833,1, ArFeO à 872,8, ArCoO à 846,2, Ar ⁵⁸ NiO à 825,7 et Ar ⁶⁰ NiO à 822,8 cm ^-1 . Toutes ces molécules sont linéaires.

Il existe également des revendications de l' argon formant des molécules de coordination dans 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 ) ₂ Ar ₂ , Rh ( η ² -O ₂ ) ₂ ( η ¹ -OO) Ar.

Le trioxyde de tungstène , WO ₃ et le mono-superoxyde de dioxyde de tungstène (η ² -O ₂ )WO ₂ peuvent tous deux coordonner l'argon dans une matrice d'argon. L'argon peut être remplacé par du xénon ou de l'oxygène moléculaire pour fabriquer des composés coordonnés au xénon ou des superoxydes. Pour WO ₃ Ar l'énergie de liaison est de 9,4 kcal/mol et pour (η ² -O ₂ )WO ₂ elle est de 8,1 kcal/mol.

Autres composés de métaux de transition

ArNiN ₂ lie l'argon avec 11,52 kcal/mol. La fréquence de courbure de l'ArN ₂ passe de 310,7 à 358,7 cm ^-1 lorsque l'argon se fixe sur l'atome de nickel.

Autres ions

Certains autres ions binaires observés contenant de l'argon incluent BaAr ²⁺ et BaAr²⁺
₂, Var ⁺ , CrAr ⁺ , FeAr ⁺ , CoAr ⁺ et NiAr ⁺ .

Les ions amas d'or et d'argent peuvent se lier à l'argon. Les ions connus sont Au
₃Ar⁺
, Au
₃Ar⁺
₂, Au
₃Ar⁺
₃, Au
₂Gélose⁺
₃et AuAg
₂Ar⁺
₃. Ceux-ci ont un noyau métallique de forme triangulaire avec de l'argon lié aux sommets.

ArF ⁺ est également connu pour être formé dans la réaction

F⁺
₂+ Ar → ArF ⁺ + F

et aussi

Ar ⁺ + F ₂ → ArF ⁺ + F.

et aussi

SF²⁺
₄+ Ar → ArF ⁺ + SF⁺
₃.

Les ions peuvent être produits par la lumière ultraviolette à 79,1 nm ou moins. L'énergie d'ionisation du fluor est plus élevée que celle de l'argon, donc la rupture se produit ainsi :

ArF ⁺ → Ar ⁺ + F.

Le spectre d'ondes millimétriques d'ArF ⁺ entre 119,0232 et 505,3155 GHz a été mesuré pour calculer les constantes moléculaires B ₀  = 14,878 8204  GHz , D ₀  = 28,718 kHz. Il est possible qu'un sel solide d'ArF ⁺ soit préparé avec du SbF⁻
₆ou AuF⁻
₆ anions.

Les atomes d'argon excités ou ionisés peuvent réagir avec le gaz d'iode moléculaire pour produire ArI ^{+. Le} plasma d'argon est utilisé comme source d'ionisation et gaz vecteur dans la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif . Ce plasma réagit avec les échantillons pour produire des ions monoatomiques, mais forme également des cations d'oxyde d'argon (ArO ⁺ ) et de nitrure d'argon (ArN ⁺ ), qui peuvent provoquer des interférences isobares avec la détection et la mesure du fer-56 ( ⁵⁶ Fe) et du fer-54 ( ⁵⁴ Fe), respectivement, en spectrométrie de masse. Le platine présent dans l'acier inoxydable peut former de l'argide de platine (PtAr ⁺ ) qui interfère avec la détection de l' uranium-234 qui peut être utilisé comme traceur dans les aquifères. Les cations chlorure d'argon peuvent interférer avec la détection de l' arsenic car Ar ³⁵ Cl ⁺ a un rapport masse/charge presque identique à celui de l'isotope stable de l' arsenic , ⁷⁵ As. Dans ces circonstances, ArO ⁺ peut être éliminé par réaction avec NH ₃ . Alternativement, la vaporisation électrothermique ou l'utilisation d'hélium gazeux peuvent éviter ces problèmes d'interférence. L'argon peut également former un anion avec le chlore, ArCl ⁻ , bien que ce ne soit pas un problème pour les applications de spectrométrie de masse car seuls les cations sont détectés.

L'ion argon borynium, BAr ⁺ est produit lorsque BBr ⁺ à des énergies comprises entre 9 et 11 eV réagit avec les atomes d'argon. 90% de la charge positive est sur l'atome d'argon.

Les ions ArC ⁺ peuvent se former lorsque les ions argon impactent le monoxyde de carbone avec des énergies comprises entre 21 et 60 eV. Cependant, il se forme davantage d' ions C ⁺ et lorsque l'énergie est élevée, O ⁺ est plus élevé.

ArN ⁺ peut se former lorsque les ions argon impactent le diazote avec des énergies comprises entre 8,2 et 41,2 eV et culminant autour de 35 eV. Cependant beaucoup plus de N⁺
₂et N ⁺ sont produits.

ArXe ⁺ est maintenu avec une force de 1445 cm ^-1 lorsqu'il est dans l'état électronique X, mais 1013 cm ^-1 lorsqu'il est dans l'état excité B.

Les cations métal-argon sont appelés « argides ». Les ions argide produits lors de la spectroscopie de masse ont une intensité plus élevée lorsque l'énergie de liaison de l'ion est plus élevée. Les éléments de transition ont une intensité de liaison et de flux ionique plus élevée que les éléments du groupe principal. Les argides peuvent être formés dans le plasma par des atomes d'argon excités réagissant avec un autre atome d'élément, ou par un atome d'argon se liant à un autre ion :

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

Les cations doublement chargés, appelés superélectrophiles , sont capables de réagir avec l'argon. Les ions produits incluent l'ArCF²⁺
₂ Cambre⁺
₂, ArBF⁺
₂ et ArBF²⁺
contenant des liaisons entre l'argon et le carbone ou le bore.

L'acétylène HCCH ²⁺ doublement ionisé réagit de manière inefficace avec l'argon pour produire du HCCAr ²⁺ . Ce produit entre en concurrence avec la formation d'Ar ⁺ et d'argonium.

Le SiF²⁺
₃ l'ion réagit avec l'argon pour donner ArSiF²⁺
₂.

Ion	Longueur de liaison (Å)	Énergie de dissociation (kJ/mol)	Longueur de liaison à l' état excité (Å)	Énergie de dissociation à l' état excité
ArH +		3,4 eV
Liar +	2.343	0,30 eV
ours +		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 +		0.31eV
Var +	2,65	37,D 0 =2974 cm -1
CrAr +		28,D 0 = 2340
MnAr +		0,149 eV
Peur +		0,11 eV
CoAr +	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

Cations polyatomiques

Des ions métalliques peuvent également se former avec plus d'un atome d'argon, dans une sorte d'amas métallique d'argon. Des ions métalliques de tailles différentes au centre d'un amas peuvent s'adapter à différentes géométries d'atomes d'argons autour de l'ion. Des argides avec plusieurs atomes d'argon ont été détectés en spectrométrie de masse. Ceux-ci peuvent avoir un nombre variable d'argon attaché, mais il existe des nombres magiques, où le complexe a plus généralement un nombre particulier, soit quatre ou six atomes d'argon. Ceux-ci peuvent être étudiés par analyse au spectromètre de masse à temps de vol et par le spectre de photodissociation . D'autres méthodes d'étude incluent l' analyse d' explosion de Coulomb . L'argon-tagging est une technique par laquelle les atomes d'argon sont faiblement liés à une molécule à l'étude. Il en résulte une température beaucoup plus basse des molécules marquées, avec des lignes d'absorption infrarouge plus nettes. Les molécules marquées à l'argon peuvent être perturbées par des photons d'une longueur d'onde particulière.

Les ions lithium ajoutent des atomes d'argon pour former des amas de plus d'une centaine d'atomes d'argon. Les amas Li ⁺ Ar ₄ et Li ⁺ Ar ₄ sont particulièrement stables et communs. Les calculs montrent que les petits clusters sont tous assez symétriques. Li ⁺ Ar ₂ est linéaire, Li ⁺ Ar ₃ est plat et de forme triangulaire avec une symétrie D _3h , Li ⁺ Ar ₄ est tétraédrique, Li ⁺ Ar ₅ pourrait être une pyramide carrée ou une forme bipyramide trigonale . Li ⁺ Ar ₆ est une forme d' octaèdre avec Li au centre. Li ⁺ Ar ₇ ou des amas légèrement plus gros ont un noyau octaèdre d'atomes d'argon avec une ou plusieurs faces triangulaires coiffées par d'autres atomes d'argon. Le collage est beaucoup plus faible, ce qui explique leur plus grande rareté.

Le sodium forme des amas avec des atomes d'argon avec des pics aux nombres de 8, 10, 16, 20, 23, 25 et 29, ainsi qu'aux nombres icosaédriques de 47, 50, 57, 60, 63, 77, 80, 116 et 147 argon atomes. Cela comprend l' antiprisme carré (8) et l'antiprisme carré coiffé (10 atomes). Dans Ti ⁺ Ar _1−n les atomes d'argon induisent un mélange de l'état électronique fondamental de 3d ² 4s ¹ avec 3d ³ 4s ⁰ . Lorsqu'un plasma de titane dans du gaz argon en expansion est produit via un laser, des amas de Ti ⁺ Ar jusqu'à Ti ⁺ Ar ₅₀ se forment. Mais Ti ⁺ Ar ₆ est beaucoup plus courant que tous les autres. Dans celui-ci, les six atomes d'argon sont disposés en forme d'octaèdre autour de l'ion titane central. Pour Ti ⁺ Ar _{2, les} calculs DFT prédisent qu'il est linéaire, Ti ⁺ Ar ₃ n'est même pas plat et possède une liaison Ti-Ar courte et deux liaisons Ti-Ar plus longues. Ti ⁺ Ar ₄ est un tétraèdre déformé, avec une liaison Ti-Ar plus longue. Ti ⁺ Ar ₅ est une forme bipyramide trigonale asymétrique avec une liaison plus courte. Pour les amas avec sept atomes d'argon ou plus, la structure contient un octaèdre Ti ⁺ Ar ₆ avec des faces triangulaires coiffées par plusieurs atomes d'argon.

Cu ⁺ Ar ₂ est prédit linéaire. Cu ⁺ Ar ₃ devrait être en forme de T planaire avec un angle Ar-Cu-Ar de 93°. Cu ⁺ Ar ₄ est prévu pour être plan rhombique (pas carré ou tétraédrique). Pour les métaux alcalins et alcalino-terreux, l' amas M ⁺ Ar ₄ est tétraédrique. Cu ⁺ Ar ₅ devrait avoir une forme de pyramide rhombique. Cu ⁺ Ar ₆ a une forme octaédrique aplatie. Cu ⁺ Ar ₇ est beaucoup moins stable et le septième atome d'argon est à l'extérieur d'une couche interne de six atomes d'argon. C'est ce qu'on appelle l'octaèdre plafonné. Une deuxième couche complète d'atomes d'argon donne Cu ⁺ Ar ₃₄ . Au-dessus de ce nombre, un changement structurel a lieu avec un arrangement icosaédrique avec Cu ⁺ Ar ₅₅ et Cu ⁺ Ar ₁₄₆ ayant plus de stabilité.

Avec un ion strontium Sr ⁺ de deux à huit atomes d'argon peuvent former des amas. Sr ⁺ Ar ₂ a une forme triangulaire avec une symétrie C _{2 v} . Sr ⁺ Ar ₃ a une forme de pyramide trigonale avec une symétrie C _{3 v} . Sr ⁺ Ar ₄ a deux pyramides trigonales partageant une face et du strontium au sommet commun. Il a une symétrie C _{2 v} . Sr ⁺ Ar ₆ a une pyramide pentagonale d'atomes d'argon avec l'atome de strontium en dessous de la base.

Le tétraargide de niobium, Nb ⁺ Ar _{4 a} probablement les atomes d'argon disposés en carré autour du niobium. De même pour le tétraargide de vanadium, V ⁺ Ar ₄ . Les hexaargides, Co ⁺ Ar ₆ et Rh ⁺ Ar ₆ ont probablement un arrangement octaédrique d'argon. Le monocation d'indium forme des amas avec plusieurs atomes d'argon, avec des nombres magiques à 12, 18, 22, 25, 28, 45 et 54, et 70 atomes d'argon, qui sont des nombres pour les formes icosaédriques.

En zapping le cuivre métallique avec un laser UV dans un mélange argon-monoxyde de carbone, des cations carbonyle de cuivre marqués à l'argon sont formés. Ces ions peuvent être étudiés en observant quelles longueurs d'onde de rayonnement infrarouge provoquent la rupture des molécules. Ces ions moléculaires comprennent CuCO ⁺ Ar, Cu(CO) ₂ ⁺ Ar, Cu(CO) ₃ ⁺ Ar, Cu(CO) ₄ ⁺ Ar qui sont respectivement perturbés pour perdre de l'argon, par les nombres d'onde infrarouge 2216, 2221, 2205 et 2194 cm ^-1 respectivement. L'énergie de liaison de l'argon est respectivement de 16,3, 1,01, 0,97 et 0,23 kcal/mol. Le pic d'absorption infrarouge pour Cu(CO) ₃ ⁺ Ar est de 2205 cm ^-1 contre 2199 cm ^-1 pour Cu(CO) ₃ ⁺ . Pour Cu(CO) ₄ ⁺ Ar le pic est à 2198 cm ^-1 contre 2193 pour Cu(CO) ₄ ⁺ . Pour Cu(CO) ₂ ⁺ Ar le pic est à 2221 cm ^-1 comparé à 2218.3 pour le sans argon, et pour CuCO ⁺ Ar le pic est à 2216 cm ^-1 considérablement différent de 2 240,6 cm ^-1 pour CuCO ⁺ . Les formes prédites par calcul pour ces ions moléculaires sont linéaires pour CuCO ⁺ Ar, légèrement courbées en T pour Cu(CO) ₂ ⁺ Ar et une pyramide trigonale avec de l'argon au sommet et une étoile plate comme le cuivre tricarbonyle formant la base.

Les ions étudiés par marquage à l'argon comprennent le proton hydraté H ⁺ (H ₂ O) _n Ar avec n = 2 à 5, les ions de métaux alcalins hydratés 18-couronne-6 éther, les ions de métaux alcalins hydratés, les complexes d'acétylène de métaux de transition, l'éthylène protoné, et IrO ₄ ⁺ .

Les cations argon méthyle (ou méthyliumargon) Ar _x CH ₃ ⁺ sont connus pour n = 1 à 8. CH ₃ ⁺ est une forme de Y, et lorsque des atomes d'argon sont ajoutés, ils vont au-dessus et au-dessous du plan du Y. Si plus d'argon les atomes sont ajoutés, ils s'alignent avec les atomes d'hydrogène. Δ H ⁰ pour ArCH ₃ ⁺ est de 11 kcal/mol, et pour Ar ₂ CH ₃ ⁺ il est de 13,5 kcal/mol (pour 2Ar + CH ₃ ⁺ ).

Des complexes cationiques à cycle boroxyle avec l'argon [ArB ₃ O ₄ ] ⁺ , [ArB ₃ O ₅ ] ⁺ , [ArB ₄ O ₆ ] ⁺ et [ArB ₅ O ₇ ] ⁺ ont été préparés via une vaporisation laser à des températures cryogéniques et étudiés par infrarouge spectroscopie en phase gazeuse. Ils ont été les premiers grands complexes stables en phase gazeuse qui présentent une forte liaison dative entre l'argon et le bore.

Dédicaces

Les cations à l'argon sont connus pour les métaux de la monnaie. Les indications connues incluent CuAr _n ²⁺ et AgAr _n ²⁺ pour n=1-8, avec un pic d'occurrence de CuAr ₄ ²⁺ , ou AgAr ₄ ²⁺ , et AuAr _n ²⁺ n=3–7. En plus des quatre atomes d'argon, les six groupes d'atomes d'argon ont une concentration accrue. La stabilité des ions avec deux charges positives est inattendue car l'énergie d'ionisation de l'argon est inférieure à la seconde énergie d'ionisation de l'atome de métal. Ainsi, la deuxième charge positive sur l'atome de métal devrait se déplacer vers l'argon, l'ioniser, puis former une molécule hautement répulsive qui subit une explosion de Coulomb. Cependant, ces molécules semblent être cinétiquement stables et pour transférer la charge à un atome d'argon, elles doivent passer par un état d'énergie plus élevé. Les amas avec quatre atomes d'argon devraient être carrés et ceux avec six, octaédriques déformés par l' effet Jahn-Teller .

Ion	Énergie de première ionisation du métal eV	Métal seconde ionisation eV	énergie de liaison eV	Énergie de dissociation (kJ/mol)	Longueur de liaison (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

Anions polyatomiques

Les exemples d'anions contenant des liaisons fortes avec les gaz nobles sont extrêmement rares : la nature généralement nucléophile des anions se traduit par leur incapacité à se lier aux gaz nobles avec leur affinité électronique négative . Cependant, la découverte en 2017 des « anions superélectrophiles », produits de fragmentation en phase gazeuse des closo - dodécaborates , a conduit à l'observation de composés anioniques stables contenant une liaison bore-gaz noble avec un degré important d'interaction covalente. L'anion superélectrophile le plus réactif [B ₁₂ (CN) ₁₁ ] ⁻ , produit de fragmentation de l'agrégat cyané [B ₁₂ (CN) ₁₂ ] ^2- , se lie spontanément à l'argon à température ambiante.

Composés solides

Armand Gautier a remarqué que la roche contenait de l'argon (et aussi de l'azote) qui était libéré lorsque la roche était dissoute dans de l'acide, mais la façon dont l'argon était combiné dans la roche était ignorée par la communauté scientifique.

Solvats de fullerène

Le buckminsterfullerene solide a de petits espaces entre les billes C ₆₀ . Sous une pression de 200 MPa et une chaleur de 200 °C pendant 12 heures, l'argon peut être intercalé dans le solide pour former de l'Ar ₁ C ₆₀ cristallin . Une fois refroidi, il est stable dans des conditions standard pendant des mois. Les atomes d'argon occupent des sites interstitiels octaédriques. La taille du réseau cristallin est presque inchangée à température ambiante, mais est légèrement supérieure à celle du C ₆₀ pur en dessous de 265 K. Cependant, l'argon arrête la rotation des buckyballs en dessous de 250 K, une température inférieure à celle du C ₆₀ pur .

Le fullerène solide C ₇₀ absorbera également l'argon sous une pression de 200 MPa et à une température de 200 °C. C ₇₀ ·Ar a de l'argon dans les sites octaédriques et a la structure du sel gemme, avec des cristaux cubiques dans lesquels le paramètre de maille est de 15,001 Å. Cela se compare au paramètre de réseau C ₇₀ pur de 14,964 , de sorte que l'argon force les cristaux à se dilater légèrement. Les billes ellipsoïdales C ₇₀ tournent librement dans le solide, elles ne sont pas bloquées en position par des atomes d'argon supplémentaires remplissant les trous. L'argon s'échappe progressivement sur quelques jours lorsque le solide est stocké dans des conditions standard, de sorte que C ₇₀ ·Ar est moins stable que C ₆₀ ·Ar. Cela est probablement dû à la forme et à la rotation interne permettant aux canaux à travers lesquels les atomes d'Ar peuvent se déplacer.

Lorsque les fullerènes sont dissous et cristallisés à partir du toluène , des solides peuvent se former avec le toluène inclus dans le cristal. Cependant, si cette cristallisation est effectuée sous une atmosphère d'argon à haute pression, le toluène n'est pas inclus, étant remplacé par l'argon. L'argon est ensuite retiré du cristal résultant par chauffage pour produire un fullerène solide non solvaté.

Clathrate

L'argon forme un clathrate avec l' hydroquinone (HOC ₆ H ₄ OH) ₃ •Ar. Lorsqu'il est cristallisé à partir de benzène sous une pression de 20 atmosphères d'argon, il en résulte une structure bien définie contenant de l'argon. Un clathrate d' argon- phénol 4C ₆ H ₅ OH•Ar est également connu. Il a une énergie de liaison de 40 kJ/mol. D'autres phénols substitués peuvent également cristalliser avec l'argon. Le clathrate d'eau d'argon est décrit dans la section Argon aqueux .

Difluorure d'argon

Le difluorure d'argon, ArF ₂ , devrait être stable à des pressions supérieures à 57 GPa. Il doit s'agir d'un isolant électrique.

Ne ₂ Ar et Ar ₂ Ne

À environ 4 K, il existe deux phases où le néon et l'argon sont mélangés sous forme de solide : Ne ₂ Ar et Ar ₂ Ne. Avec Kr, l'argon solide forme un mélange désorganisé.

ArH ₄

Sous haute pression, des solides stoechiométriques se forment avec de l'hydrogène et de l'oxygène : Ar(H ₂ ) ₂ et Ar(O ₂ ) ₃ .

Ar(H ₂ ) ₂ cristallise dans la phase de Laves hexagonale C14 MgZn ₂ . Il est stable à au moins 200 GPa, mais on prévoit de modifier à 250 GPa à une aube ₂ structure. À des pressions encore plus élevées, les molécules d'hydrogène devraient se briser, suivies d'une métallisation.

ArO et ArO ₆

L'oxygène et l'argon sous pression à température ambiante forment plusieurs alliages différents avec des structures cristallines différentes. Les atomes d'argon et les molécules d'oxygène sont de taille similaire, de sorte qu'une plus grande gamme de miscibilité se produit par rapport à d'autres mélanges gazeux. L'argon solide peut dissoudre jusqu'à 5% d'oxygène sans changer de structure. Au-dessous de 50 % d'oxygène, une phase hexagonale compacte existe. Ceci est stable d'environ 3 GPa à 8,5 GPa. La formule typique est ArO. Avec plus d'oxygène entre 5,5 et 7 GPa, une structure Pm 3 n cubique existe, mais sous une pression plus élevée, elle se transforme en une forme de groupe d'espace I -42 d . Avec plus de 8,5 GPa, ces alliages se séparent en argon solide et en -oxygène. La structure cubique a un bord de maille unitaire de 5,7828 à 6,9 GPa. La formule représentative est Ar(O ₂ ) ₃ .

ArHe ₂

Utilisation de la théorie fonctionnelle de densité Arhe ₂ est prévu d'exister avec la MgCu ₂ structure de phase Laves à de hautes pressions inférieures à 13,8 GPa. Au- dessus de 13,8 GPa , il se transforme en AlB ₂ structure.

Ar-TON

L'argon sous pression s'insère dans la zéolite . L'argon a un rayon atomique de 1,8 , il peut donc s'insérer dans les pores s'ils sont suffisamment gros. Chaque maille élémentaire de la zéolithe TON peut contenir jusqu'à 5 atomes d'argon, contre 12 de néon. La zéolite TON infusée d'argon (Ar-TON) est plus compressible que la Ne-TON car les pores inoccupés deviennent elliptiques sous une pression accrue. Lorsque l'Ar-TON est amené à la pression atmosphérique, l'argon ne se désorbe que lentement, de sorte qu'une partie reste dans le solide sans pression extérieure pendant une journée.

Argide de nickel

A 140 GPa et 1500K, le nickel et l'argon forment un alliage, le NiAr. NiAr est stable à température ambiante et à une pression aussi basse que 99 GPa. Il a une structure cubique à faces centrées (fcc). Le composé est métallique. Chaque atome de nickel perd 0,2 électron au profit d'un atome d'argon qui est ainsi un oxydant. Cela contraste avec Ni ₃ Xe, dans lequel le nickel est l'oxydant. Le volume du composé ArNi est inférieur de 5 % à celui des éléments séparés à ces pressions. Si ce composé existe dans le noyau de la Terre, cela pourrait expliquer pourquoi seulement la moitié de l' argon-40 qui devrait être produit lors de la désintégration radioactive qui produit le chauffage géothermique semble exister sur Terre.

Les références

Liens externes

• « Rotationnellement résolu spectre infrarouge du complexe de transfert de charge [de ArN ₂ ] ⁺ Documents d' accompagnement en ligne des fréquences observées et les valeurs calculées observées des transitions de rotation dans le ² Σ ⁺ état fondamental de [ArN ₂ ] ⁺ lors de l' excitation de la NN étirage fondamental " (PDF) .
• Nonose, Naoko S.; Matsuda, Naoki ; Fudagawa, Noriko ; Kubota, Masaaki (1994). « Certaines caractéristiques des spectres d'ions polyatomiques en spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif ». Spectrochimica Acta Partie B : Spectroscopie atomique . 49 (10): 955. bibcode : 1994AcSpe..49..955N . doi : 10.1016/0584-8547 (94) 80084-7 .
• Jiménez Redondo, Miguel ; Cueto, Maite ; Domènech, José Luis ; Tanarro, Isabelle ; Herrero, Victor J. (2014). "Cinétique ionique dans les plasmas froids Ar/H ₂ : La pertinence de l'ArH ⁺ " . RSC Adv . 4 (107) : 62030-62041. Bibcode : 2014RSCAd ... 462030J . doi : 10.1039/C4RA13102A . PMC  4685740 . PMID  26702354 .