| Isotop | Atommasse (Da) | Isotopenhäufigkeit (Mengenanteil) |
|---|---|---|
| 36Ar | 35.967 5451(2) | |
| 38Ar | 37.962 732(2) | |
| 40Ar | 39.962 383 12(2) |
Das Atomgewicht von Argon basiert auf Analysen von Argon, das von Luft getrennt wurde. Im Jahr 1961 änderte die Kommission den empfohlenen Wert für Ar(Ar) von 39,944, basierend auf Gasdichtemessungen, auf 39,948, basierend auf den kalibrierten massenspektrometrischen Messungen, die von Nier berichtet wurden. 1979 prüfte die Kommission die verfügbare Literatur und empfahl Ar(Ar) = 39,948(1). Dieser Wert von Ar(Ar) war einer der kritischen Parameter, um den Wert der universellen Gaskonstante R durch akustische Methoden zu bestimmen.
Im Jahr 2007 empfahl die Kommission einen Wert für das Isotopenmengenverhältnis von n(40Ar)/n(36Ar) in Luft, das in der Geochronologie und Geochemie von Bedeutung ist, von 298,56(31).
Die Isotopenzusammensetzung und das Atomgewicht von Argon sind in terrestrischen Materialien variabel. Diese Variationen sind eine Quelle der Unsicherheit bei der Zuordnung von Standardeigenschaften für Argon, aber sie liefern nützliche Informationen in vielen Bereichen der Wissenschaft. Variationen in der stabilen Isotopenzusammensetzung und dem Atomgewicht von Argon werden durch verschiedene Prozesse verursacht, einschließlich
(1) Isotopenproduktion aus anderen Elementen durch radioaktiven Zerfall (radiogene Isotope) oder andere Kernumwandlungen (z.B., nukleogene Isotope), und
(2) Isotopenfraktionierung durch physikalisch-chemische Prozesse wie Diffusion oder Phasengleichgewichte.
Physikalisch-chemische Prozesse verursachen korrelierte massenabhängige Variationen in den Argon-Isotopenmengenverhältnissen (40Ar/36Ar und 38Ar/36Ar), während nukleare Umwandlungsprozesse massenunabhängige Variationen verursachen. Während atmosphärisches Argon als reichlich vorhandene und homogene Isotopenreferenz dienen kann, begrenzen Abweichungen von den atmosphärischen Isotopenverhältnissen in anderen Argon-Vorkommen die Präzision, mit der ein Standard-Atomgewicht für Argon angegeben werden kann. Veröffentlichte Daten zeigen eine Variation der Argon-Atomgewichte in normalen terrestrischen Materialien zwischen 39,792 und 39,963. Die obere Grenze dieses Intervalls ist durch die Atommasse von 40Ar gegeben, da einige Proben fast reines radiogenes Argon-40 enthalten. Die untere Grenze ergibt sich aus Analysen von Pechblende (Uranmineral), die große Mengen an nukleogenem 36Ar und 38Ar enthalten. Innerhalb dieses Intervalls werden Messungen verschiedener Isotopenverhältnisse (40Ar/36Ar oder 38Ar/36Ar) mit unterschiedlicher Genauigkeit für Studien in der Geochronologie, der Wasser-Gestein-Wechselwirkung, der atmosphärischen Entwicklung und anderen Bereichen verwendet.
Radiogenes 40Ar wird (zusammen mit 40Ca) durch den Zerfall eines kleineren Isotops von Kalium (40K) erzeugt, das eine Gesamthalbwertszeit von 1,26(1) Ga hat. Diese Radioaktivität führt dazu, dass viele geologische Proben anomale Mengen an 40Ar aufweisen und ist die Grundlage der K-Ar- und Ar-Ar-Datierungsmethoden, die in der Geochronologie verwendet werden.Proben, die nur geringe Komponenten von Edelgasen aus nicht-radiogenen Quellen enthalten, können Ar(Ar)-Werte aufweisen, die sich denen von reinem 40Ar nähern. Aufgrund der weiten Verbreitung von Kalium können sogar größere Ar-Quellen wie einige Erdgaslagerstätten und geothermische Reservoire ausreichend hohe 40Ar-Konzentrationen aufweisen.
Im Gegensatz dazu ist es viel seltener, dass natürliche Proben ein n(40Ar)/n(36Ar)-Verhältnis aufweisen, das deutlich unter dem von Luft liegt. Radiogenes 36Ar kann sich durch den Zerfall von 36Cl (Halbwertszeit = 0,301(2) Ma) anreichern, das wiederum aus 35Cl durch Neutroneneinfang im Zusammenhang mit kosmischen Strahlungswechselwirkungen in der Atmosphäre und mit U- und Th-Zerfall in der festen Erde erzeugt wird. In ähnlicher Weise kann sich 38Ar als Ergebnis von Reaktionen wie 37Cl(n,γ)38Cl oder 35Cl(α,p)38Cl anreichern. Einige Proben von Argon, die aus mikroskopischen Cl-haltigen Einschlüssen in Mineralien extrahiert wurden, weisen anomal hohe Konzentrationen von 36Ar und 38Ar auf, die möglicherweise auf die Nukleogenese zurückzuführen sind.
Radioaktives 37Ar und 39Ar werden kontinuierlich in der Atmosphäre als Produkte kosmischer Strahlungsreaktionen gebildet und sind Bestandteile von kosmischem Staub, der in die Erdatmosphäre gelangt. Beide Isotope werden auch durch Kernreaktionen auf und unter der Erdoberfläche gebildet. Gegenwärtig stammt der größte Teil des neuen39Ar , das jedes Jahr in die Atmosphäre gelangt, aus Kernreaktoren. 39Ar zerfällt zu 39K mit einer Halbwertszeit von 269 a; während 37Ar zu 37Cl mit einer Halbwertszeit von 35 Tagen zerfällt. Die Mengen von 37Ar und 39Ar in normalen Proben sind variabel und können in Umweltstudien nützlich sein, aber sie sind mehrere Größenordnungen zu klein, um das Standard-Atomgewicht von Argon auf dem derzeitigen Niveau der berichteten Unsicherheit zu beeinflussen.