| Isotoop | Atomaire massa (Da) | Isotopische abundantie (hoeveelheid fractie) |
|---|---|---|
| 36Ar | 35.967 5451(2) | |
| 37.962 732(2) | ||
| 40Ar | 39.962 383 12(2) |
Het atoomgewicht van argon is gebaseerd op analyses van argon dat van lucht is gescheiden. In 1961 heeft de Commissie de aanbevolen waarde van Ar(Ar) gewijzigd van 39,944, gebaseerd op metingen van de gasdichtheid, in 39,948, gebaseerd op de door Nier gerapporteerde gekalibreerde massaspectrometrische metingen.In 1979 heeft de Commissie de beschikbare literatuur bestudeerd en Ar(Ar) = 39,948 aanbevolen(1). Deze waarde van Ar(Ar) was een van de kritische parameters voor de bepaling van de waarde van de universele gasconstante R met behulp van akoestische methoden.
In 2007 heeft de Commissie een waarde voor de isotopenverhouding van n(40Ar)/n(36Ar) in lucht, die van belang is voor de geochronologie en de geochemie, aanbevolen van 298,56(31).
De isotopensamenstelling en het atoomgewicht van argon zijn variabel in terrestrische materialen. Deze variaties zijn een bron van onzekerheid bij de toekenning van standaardeigenschappen voor argon, maar zij verschaffen nuttige informatie op vele gebieden van de wetenschap. Variaties in de stabiele isotopensamenstelling en het atoomgewicht van argon worden veroorzaakt door een aantal verschillende processen, waaronder
(1) isotopenproductie uit andere elementen door radioactief verval (radiogene isotopen) of andere nucleaire transformaties (bijv, nucleogene isotopen), en
(2) isotopische fractionering door fysisch-chemische processen zoals diffusie of fase-evenwichten.
Fysisch-chemische processen veroorzaken gecorreleerde massa-afhankelijke variaties in de argon isotopenverhouding (40Ar/36Ar en 38Ar/36Ar), terwijl nucleaire omzettingsprocessen massa-onafhankelijke variaties veroorzaken. Hoewel atmosferisch argon kan dienen als een overvloedige en homogene isotopische referentie, beperken afwijkingen van de atmosferische isotopische verhoudingen in andere argonvoorkomens de precisie waarmee een standaard atoomgewicht voor argon kan worden gegeven. Uit gepubliceerde gegevens blijkt dat het atoomgewicht van argon in normale aardse materialen varieert tussen 39,792 en 39,963. De bovengrens van dit interval wordt gegeven door de atoommassa van 40Ar, aangezien sommige monsters bijna zuiver radiogeen argon-40 bevatten. De ondergrens is afgeleid van analyses van pitchblende (uraniummineraal) dat grote hoeveelheden nucleogeen 36Ar en 38Ar bevat. Binnen dit interval worden metingen van verschillende isotopenverhoudingen (40Ar/36Ar of 38Ar/36Ar) op verschillende nauwkeurigheidsniveaus veel gebruikt voor studies in de geochronologie, de interactie tussen water en gesteente, de evolutie van de atmosfeer en andere gebieden.
Radiogeen 40Ar wordt geproduceerd (samen met 40Ca) door verval van een minder belangrijke isotoop van kalium (40K), die een totale halveringstijd van 1,26(1) Ga heeft. Deze radioactiviteit leidt ertoe dat veel geologische monsters abnormale hoeveelheden 40Ar bevatten en vormt de basis van de K-Ar- en Ar-Ar-dateringsmethoden die in de geochronologie worden gebruikt. Monsters die slechts kleine componenten van edelgassen uit niet-stralingsbronnen bevatten, kunnen Ar(Ar)-waarden hebben die die van zuiver 40Ar benaderen. Als gevolg van de brede verspreiding van kalium kunnen zelfs belangrijke bronnen van Ar, zoals sommige aardgasafzettingen en geothermische reservoirs, voldoende hoge 40Ar-concentraties hebben.
In tegenstelling hiermee is het veel minder gebruikelijk voor natuurlijke monsters om n(40Ar)/n(36Ar) verhoudingen te hebben die aanzienlijk minder zijn dan die van lucht. Radiogeen 36Ar kan zich ophopen door verval van 36Cl (halfwaardetijd = 0,301(2) Ma), dat op zijn beurt wordt geproduceerd uit 35Cl door neutronenvangst geassocieerd met kosmische-stralingsinteracties in de atmosfeer en met U- en Th-verval in de vaste aarde. Op soortgelijke wijze kan 38Ar zich ophopen als gevolg van reacties zoals 37Cl(n,γ)38Cl of 35Cl(α,p)38Cl. Van sommige argonmonsters die uit microscopisch kleine Cl-houdende insluitsels in mineralen zijn geëxtraheerd, is melding gemaakt van abnormaal hoge concentraties 36Ar en 38Ar die aan nucleogenese kunnen worden toegeschreven.
Radioactieve 37Ar en 39Ar worden voortdurend in de atmosfeer gevormd als producten van kosmische-stralingsreacties, en zij zijn bestanddelen van kosmisch stof dat de atmosfeer van de aarde binnendringt. Beide isotopen worden ook gevormd door nucleaire reacties op en onder het aardoppervlak. Op dit moment is het grootste deel van het nieuwe 39Ar dat elk jaar in de atmosfeer terechtkomt afkomstig van kernreactoren. 39Ar vervalt tot 39K met een halveringstijd van 269 a; terwijl 37Ar vervalt tot 37Cl met een halveringstijd van 35 dagen. De hoeveelheden 37Ar en 39Ar in normale monsters zijn variabel en kunnen nuttig zijn in milieustudies, maar zij zijn verscheidene orden van grootte te klein om het standaard atoomgewicht van argon op het huidige niveau van gerapporteerde onzekerheid te beïnvloeden.