アルゴンの分子量は？計算方法や化学式・密度・沸点も解説【希ガスの性質も】

化学の世界において、元素の基本的な性質を理解することは非常に重要です。

今回のテーマは「アルゴンの分子量は？計算方法や化学式・密度・沸点も解説【希ガスの性質も】」についてです。

アルゴンは空気中に約0.93%含まれる希ガス元素であり、私たちの身近なところでも多く活用されています。

しかし、アルゴンの分子量や化学式、密度、沸点といった基本的な性質について、正確に把握できている方は意外と少ないのではないでしょうか。

この記事では、アルゴンの分子量の計算方法をはじめ、化学式・密度・沸点・希ガスとしての特性まで、わかりやすく丁寧に解説していきます。

アルゴンについて基礎から学びたい方も、改めて整理したい方も、ぜひ参考にしてみてください。

アルゴンの分子量は39.95｜単原子分子だから原子量がそのまま分子量になる

それではまず、アルゴンの分子量について解説していきます。

アルゴン（元素記号：Ar）の分子量は39.95です。

これは、アルゴンが「単原子分子」であることに大きく関係しています。

一般的な分子は複数の原子が結合して構成されていますが、アルゴンは1つの原子だけで1つの分子を形成します。

そのため、分子量を求める際には複雑な計算は不要で、原子量をそのまま分子量として扱うことができます。

この点は、酸素（O₂）や窒素（N₂）のような二原子分子と異なる大きな特徴のひとつといえるでしょう。

アルゴンの原子番号と元素記号

アルゴンの元素記号は「Ar」で、原子番号は18です。

周期表では第3周期の最右端、18族（希ガス族）に位置しています。

元素名「Argon（アルゴン）」の語源はギリシャ語の「argos（不活性・怠惰）」に由来しており、化学的に非常に安定した元素であることを表しています。

1894年にイギリスの科学者レイリーとラムゼーによって発見された元素でもあります。

分子量の計算方法

アルゴンの分子量の計算は、単原子分子であるがゆえに非常にシンプルです。

通常、分子量は「構成原子の原子量の合計」で求められます。

アルゴンは原子1個＝分子1個という構造のため、原子量39.95がそのまま分子量39.95となります。

非常にシンプルな計算方法ですね。

モル質量との関係

分子量と密接に関連する概念が「モル質量」です。

アルゴンのモル質量は39.95 g/molとなり、1molのアルゴンガスの質量は39.95gになります。

標準状態（0℃・1atm）において、1molの気体の体積は22.4Lと定められているため、アルゴンの密度計算にもこの値が活用されます。

分子量・原子量・モル質量の関係を正確に把握しておくことが、化学計算の基本となるでしょう。

アルゴンの化学式と希ガスとしての性質

続いては、アルゴンの化学式と希ガスとしての特性を確認していきます。

アルゴンの化学式は「Ar」と表記されます。

単原子分子であるため、O₂やN₂のように数字の添え字がつかないのが特徴です。

アルゴンは周期表18族に属する希ガス（貴ガス）元素のひとつであり、その化学的安定性は際立っています。

希ガスとは何か

希ガスとは、周期表の18族に属する元素の総称です。

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）の6種類が代表的な希ガス元素として挙げられます。

これらの元素はいずれも最外殻電子が満たされた「閉殻構造」を持つため、他の元素と化学結合をほとんど形成しません。

そのため「不活性ガス」とも呼ばれることがあります。

アルゴンが安定している理由

アルゴンが化学的に安定している理由は、最外殻（M殻）に8個の電子が満たされていることにあります。

この状態を「オクテット則（8個則）」と呼び、最外殻に8個の電子が揃うと非常に安定した電子配置になります。

この安定性こそが、アルゴンを産業や医療の現場で「不活性雰囲気」を作り出すために活用される大きな理由となっています。

アルゴンの主な用途

アルゴンの安定性・不活性という性質は、さまざまな場面で活かされています。

代表的な用途を以下にまとめました。

用途	詳細
溶接・切断	アルゴンガスをシールドガスとして使用し、酸化を防ぐ
蛍光灯・電球	封入ガスとしてフィラメントの酸化を防止する
半導体製造	不活性雰囲気を形成し、精密な製造環境を保つ
医療・レーザー	アルゴンレーザーとして眼科手術などに活用
食品保存	酸化を防ぐための封入ガスとして使用

このように、アルゴンは私たちの生活や産業に深く関わっている元素です。

アルゴンの密度・沸点・融点などの物性データ

続いては、アルゴンの密度・沸点・融点といった物理的性質を確認していきます。

アルゴンを実際の現場や研究で扱う際には、これらの物性データを正確に把握しておくことが欠かせません。

アルゴンの密度

アルゴンの密度は、標準状態（0℃・1atm）において約1.784 g/L（＝1.784 kg/m³）です。

空気の密度が約1.293 g/Lであることと比較すると、アルゴンは空気よりも重いガスであることがわかります。

アルゴンが空気より重いという性質は、溶接時のシールドガスとして使用する際に、溶接部を下から覆うように滞留するため非常に都合がよいとされています。

アルゴンの沸点と融点

アルゴンの沸点・融点は以下の通りです。

物性	値
沸点	−185.85℃（87.30 K）
融点	−189.35℃（83.80 K）
臨界温度	−122.46℃（150.69 K）
臨界圧力	4.87 MPa

沸点は約−186℃という極めて低い温度であり、常温・常圧では気体の状態で存在しています。

アルゴンを液体の状態（液体アルゴン）で取り扱う場合は、この沸点以下まで冷却する必要があります。

液体アルゴンは極低温の冷却媒体としても利用されることがあります。

アルゴンのその他の物性

アルゴンのその他の主要な物性データも確認しておきましょう。

物性	値
原子量（分子量）	39.95
密度（標準状態）	1.784 g/L
色・臭い	無色・無臭
水への溶解性	難溶
電気陰性度	なし（化学結合を形成しないため）
空気中の存在割合	約0.93%

アルゴンは無色・無臭であり、毒性もほとんどないため、取り扱いやすい元素のひとつといえるでしょう。

ただし、高濃度のアルゴンガスが充満した空間では酸欠の危険性があるため、換気には十分な注意が必要です。

アルゴンと他の希ガスとの比較

続いては、アルゴンを他の希ガス元素と比較しながら、その特性をさらに深く確認していきます。

希ガス同士を比較することで、アルゴンの位置づけがより明確になるでしょう。

希ガス元素の分子量・沸点一覧

主な希ガス元素の分子量・沸点・融点を以下の表でまとめました。

元素名	元素記号	原子番号	分子量（原子量）	沸点
ヘリウム	He	2	4.003	−268.93℃
ネオン	Ne	10	20.18	−246.05℃
アルゴン	Ar	18	39.95	−185.85℃
クリプトン	Kr	36	83.80	−153.22℃
キセノン	Xe	54	131.29	−108.12℃

表を見るとわかる通り、原子番号が大きくなるほど分子量（原子量）が増加し、沸点も高くなる傾向があります。

これは、原子が重くなるほど分子間力（ファンデルワールス力）が強くなるためです。

アルゴンが希ガスの中で最も多く使われる理由

希ガスの中でアルゴンが産業用途に最も広く使われている大きな理由は、空気中の含有量が比較的多く、製造コストが低い点にあります。

ヘリウムは天然ガスから採取されるため希少で高価であり、ネオンやクリプトン・キセノンも含有量が微量です。

一方、アルゴンは空気中に約0.93%含まれており、液体空気の分留（分馏）によって比較的容易に大量生産が可能です。

このような経済的な優位性も、アルゴンが幅広い産業で活用されている理由のひとつといえます。

アルゴンとヘリウムの違い

希ガスの中でも特によく比較されるのがアルゴンとヘリウムです。

ヘリウムは分子量が約4.003と非常に軽く、熱伝導率も高いため、超低温冷却や気球・飛行船の浮揚ガスとして用いられます。

一方、アルゴンは分子量39.95と比較的重く、密度が高いため、シールドガスや封入ガスとして溶接・照明・食品保存などに適しています。

用途の違いは、それぞれの物理的・化学的性質の違いに由来しているのです。

まとめ

今回は「アルゴンの分子量は？計算方法や化学式・密度・沸点も解説【希ガスの性質も】」というテーマで、アルゴンに関するさまざまな性質を解説しました。

アルゴンの分子量は39.95であり、単原子分子であるため原子量がそのまま分子量となります。

化学式は「Ar」と表記し、周期表18族の希ガス元素として最外殻が満たされた安定した電子配置を持っています。

密度は標準状態で約1.784 g/L、沸点は約−185.85℃と極めて低く、常温では無色・無臭の気体として存在します。

また、希ガスの中では空気中の含有量が最も多く、製造コストの低さから産業用途に最も広く活用されている元素です。

アルゴンの基本的な性質をしっかりと把握することは、化学の理解をさらに深める上で非常に役立つでしょう。

ぜひ今回の内容を参考に、アルゴンへの理解を深めてみてください。