アルゴンの沸点と密度は？融点との違いや分子量・希ガスの性質も解説【公的機関のリンク付き】

アルゴンは、私たちの身の回りに存在する希ガスのひとつとして知られていますが、その物理的性質について詳しく理解している方は少ないかもしれません。

アルゴンの沸点や融点、密度、分子量といった基本的な物性データは、工業・科学・溶接などの現場で非常に重要な意味を持ちます。

本記事では「アルゴンの沸点と密度は？融点との違いや分子量・希ガスの性質も解説【公的機関のリンク付き】」と題して、アルゴンに関する基礎知識を幅広く解説していきます。

希ガス元素としての化学的安定性や、産業用途での活用方法まで、初心者の方にもわかりやすく丁寧にご紹介しますので、ぜひ最後までご覧ください。

アルゴンの沸点・融点・密度・分子量まとめ【結論】

それではまず、アルゴンの主要な物性データについて解説していきます。

アルゴン（元素記号：Ar）は、周期表第18族に属する希ガス元素であり、常温・常圧では無色・無臭の気体として存在します。

最初に結論として、アルゴンの主な物性値を一覧でご確認いただきましょう。

物性項目	数値・単位	補足
沸点	－185.8℃（87.3K）	液体アルゴンが気化する温度
融点	－189.3℃（83.8K）	固体アルゴンが液体になる温度
密度（気体・0℃・1atm）	1.784 g/L	空気（約1.293 g/L）より重い
密度（液体）	約1.40 g/cm³	沸点付近での値
分子量（原子量）	39.948 g/mol	単原子分子のため原子量＝分子量
原子番号	18	第3周期・第18族

アルゴンは単原子分子であるため、分子量と原子量が一致するという特徴があります。

沸点と融点の差はわずか約3.5℃であり、液体アルゴンとして存在できる温度範囲が非常に狭い点も特徴的です。

公的機関のデータとしては、国立研究開発法人産業技術総合研究所（AIST）が提供するSDBSデータベースや、アメリカ国立標準技術研究所（NIST）のWebBook（https://webbook.nist.gov/）にて詳細な物性情報を確認することができます。

また、日本産業規格（JIS）においても、アルゴンガスに関する規格が定められており、工業用途における品質基準として参照されています。

アルゴンの沸点と融点の違いをくわしく解説

続いては、アルゴンの沸点と融点の違いについて確認していきます。

沸点と融点はどちらも物質の相変化に関わる温度ですが、その意味は異なります。

沸点とは何か

沸点とは、液体が気体に変化する（蒸発・気化する）温度のことを指します。

アルゴンの場合、沸点は約－185.8℃（87.3K）です。

この温度以上では液体アルゴンは気化し、気体の状態になります。

なお、沸点は圧力によって変化するため、一般的には1気圧（標準大気圧）での値が基準として使用されます。

融点とは何か

融点とは、固体が液体に変化する（融解する）温度のことです。

アルゴンの融点は約－189.3℃（83.8K）です。

この温度以上で固体アルゴンは融解し、液体になります。

逆に言えば、－189.3℃以下では液体アルゴンは固体（固体アルゴン）へと変化します。

沸点と融点の差から見えること

アルゴンの沸点（－185.8℃）と融点（－189.3℃）の差は、わずか約3.5℃です。

これは、液体アルゴンが安定して存在できる温度範囲が非常に限られていることを意味します。

多くの物質と比較してもこの範囲は特異的に狭く、アルゴンが単原子分子の希ガスであり、分子間力が極めて弱いことが原因として挙げられます。

分子間に働くファンデルワールス力が弱いほど、沸点・融点はともに低くなる傾向があり、アルゴンはその典型的な例といえるでしょう。

アルゴンの密度と分子量について

続いては、アルゴンの密度と分子量について詳しく確認していきます。

これらの値は、アルゴンを取り扱う際の安全管理や計算において欠かせないデータです。

気体としての密度

アルゴンの気体密度は、0℃・1気圧の条件下で1.784 g/L（＝1.784 kg/m³）です。

これは空気の密度（約1.293 g/L）と比較すると約1.38倍重いことになります。

そのため、アルゴンガスが漏洩した場合は床面や低い場所に滞留しやすく、酸素濃度の低下による窒息リスクに注意が必要です。

液体としての密度

液体アルゴンの密度は、沸点（－185.8℃）付近において約1.40 g/cm³です。

液体状態では気体と比べて体積が大幅に小さくなるため、液体アルゴンは輸送・貯蔵の効率が非常に高い点が産業上のメリットです。

液体アルゴンは極低温であるため、取り扱いには断熱容器（デュワー瓶など）や専用の保護具が必要になります。

分子量と原子量

アルゴンの分子量（原子量）は39.948 g/molです。

アルゴンは希ガスであり、単原子分子として存在するため、原子量がそのまま分子量と等しくなります。

窒素（28.01 g/mol）や酸素（32.00 g/mol）と比較すると、アルゴンは明らかに重い元素であることがわかります。

この質量の重さが、前述の気体密度の高さにもつながっているのです。

希ガスとしてのアルゴンの性質と用途

続いては、アルゴンが属する希ガスとしての化学的性質と、具体的な産業用途について確認していきます。

アルゴンの利用シーンを理解するためにも、基本的な化学的特性の把握が重要です。

希ガスの化学的安定性

希ガス（貴ガスとも呼ばれる）は、周期表第18族に分類される元素群であり、ヘリウム（He）、ネオン（Ne）、アルゴン（Ar）、クリプトン（Kr）、キセノン（Xe）、ラドン（Rn）などが含まれます。

これらの元素は最外殻電子殻が完全に満たされた状態（閉殻構造）を持つため、化学反応をほとんど起こさないという特徴があります。

アルゴンも例外ではなく、常温・常圧の環境では他の物質とほぼ反応しない不活性な気体です。

この化学的安定性こそが、アルゴンを多くの産業現場で重宝させている最大の理由といえるでしょう。

アルゴンの主な産業用途

アルゴンの化学的不活性さを活かした産業用途は多岐にわたります。

用途分野	具体的な使用例	活用理由
溶接・切断	TIG溶接・MIG溶接のシールドガス	酸化防止・不活性雰囲気の形成
半導体製造	ウェハ製造時の雰囲気ガス	高純度な不活性環境の確保
照明	白熱電球・蛍光灯の封入ガス	フィラメント酸化の防止
断熱ガラス	複層ガラスの封入ガス	熱伝導率が低く断熱性が高い
分析化学	ガスクロマトグラフィーのキャリアガス	試料との反応を防ぐ
医療・低温分野	液体アルゴンを使った凍結治療	極低温の冷媒として利用

特に溶接分野では、アルゴンは純ガスまたはCO₂や酸素との混合ガスとして広く使用されており、溶接品質の安定に大きく貢献しています。

アルゴンの製造方法と大気中の存在量

アルゴンは地球の大気中に約0.93体積%含まれており、希ガスの中では最も豊富に存在します。

工業的には、液体空気の分留（深冷分離法）によって製造されます。

空気を冷却・液化し、各成分の沸点の差を利用して窒素・酸素・アルゴンを分離するという方法です。

アルゴンの沸点（－185.8℃）は、窒素（－195.8℃）と酸素（－183.0℃）のちょうど中間に位置するため、蒸留塔での分離が可能です。

製造後のアルゴンは高純度精製を経て、ボンベや液体タンクに充填され、各産業へ供給されます。

信頼性の高い物性データは、NISTのChemistry WebBook（https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7440371）でも確認することができます。

まとめ

本記事では、アルゴンの沸点と密度は？融点との違いや分子量・希ガスの性質も解説【公的機関のリンク付き】と題して、アルゴンに関する主要な物性と特性を幅広く解説しました。

アルゴンの沸点は－185.8℃、融点は－189.3℃と非常に低く、その差はわずか約3.5℃という特徴があります。

気体密度は1.784 g/L（0℃・1atm）と空気より重く、分子量は39.948 g/molです。

希ガスとしての化学的安定性を持つアルゴンは、溶接・半導体・照明・断熱ガラスなど、幅広い産業分野で活躍しています。

物性データの詳細については、NISTのChemistry WebBook（https://webbook.nist.gov/）や産業技術総合研究所のデータベースを参照することをおすすめします。

アルゴンの性質を正しく理解することで、安全で効率的な利用が実現できるでしょう。