| Isotope | Massa Atómica (Da) | Isotopic abundance (amount fraction) |
|---|---|---|
| 36Ar | 35.967 5451(2) | |
| 37.962 732(2) | ||
| 40Ar | 39.962 383 12(2) |
O peso atómico do árgon é baseado em análises do árgon separado do ar. Em 1961, a Comissão alterou o valor recomendado de Ar(Ar) de 39.944, com base em medições de densidade de gás, para 39.948, com base nas medições espectométricas de massa calibrada comunicadas por Nier. Em 1979, a Comissão examinou a literatura disponível e recomendou Ar(Ar) = 39.948(1). Este valor de Ar(Ar) foi um dos parâmetros críticos para determinar o valor da constante universal de gás R por métodos acústicos.
Em 2007, a Comissão recomendou o valor para a razão isotópica de n(40Ar)/n(36Ar) no ar, que é de importância em geocronologia e geoquímica, como 298,56(31).
A composição isotópica e o peso atómico do árgon são variáveis em materiais terrestres. Estas variações são uma fonte de incerteza na atribuição de propriedades padrão para o árgon, mas fornecem informação útil em muitas áreas da ciência. As variações na composição isotópica estável e no peso atómico do árgon são causadas por vários processos diferentes, incluindo
(1) produção de isótopos a partir de outros elementos por decaimento radioactivo (isótopos radiogénicos) ou outras transformações nucleares (por exemplo isótopos nucleogénicos), e
(2) fraccionamento isotópico por processos físico-químicos tais como difusão ou equilíbrio de fases.
Processos físico-químicos causam variações correlacionadas de massa dependente da quantidade de isótopos de árgon (40Ar/36Ar e 38Ar/36Ar), enquanto que os processos de transformação nuclear causam variações independentes da massa. Enquanto o árgon atmosférico pode servir como uma referência isotópica abundante e homogénea, os desvios das proporções isotópicas atmosféricas noutras ocorrências de árgon limitam a precisão com que um peso atómico padrão pode ser dado para o árgon. Os dados publicados indicam uma variação do peso atómico do árgon em materiais terrestres normais entre 39,792 e 39,963. O limite superior deste intervalo é dado pela massa atómica de 40Ar, uma vez que algumas amostras contêm argon-40 radiogénico quase puro. O limite inferior é derivado de análises de pitchblende (mineral de urânio) contendo grandes quantidades de 36Ar e 38Ar nucleogénicos. Dentro deste intervalo, medições de diferentes proporções de isótopos (40Ar/36Ar ou 38Ar/36Ar) a vários níveis de precisão são amplamente utilizadas para estudos em geocronologia, interacção água-rocha, evolução atmosférica, e outros campos.
Radiogénico 40Ar é produzido (juntamente com 40Ca) por decaimento de um isótopo menor de potássio (40K), que tem uma meia-vida total de 1,26(1) Ga. Esta radioactividade resulta em muitas amostras geológicas com quantidades anómalas de 40Ar e é a base dos métodos de datação K-Ar e Ar-Ar utilizados em geocronologia. As amostras que contêm apenas componentes menores de gases nobres de fontes não radiogénicas podem ter valores de Ar(Ar) próximos dos de 40Ar puro. Devido à ampla distribuição de potássio, mesmo as maiores fontes de Ar tais como alguns depósitos de gás natural e reservatórios geotérmicos podem ter concentrações suficientemente altas de 40Ar.
Em contraste, é muito menos comum que as amostras naturais tenham rácios n(40Ar)/n(36Ar) significativamente menores do que os do ar. O 36Ar radiogénico pode acumular-se por decaimento de 36Cl (meia-vida = 0,301(2) Ma), que por sua vez é produzido a partir de 35Cl por captura de neutrões associada a interacções de raios cósmicos na atmosfera e com U e Th decaimento na terra sólida. Da mesma forma, 38Ar pode acumular-se em resultado de reacções como 37Cl(n,γ)38Cl ou 35Cl(α,p)38Cl. Algumas amostras de árgon extraído de inclusões microscópicas de Cl- portador em minerais foram relatadas como tendo concentrações anormalmente elevadas de 36Ar e 38Ar que podem ser atribuíveis à nucleogénese.
Radioactivos 37Ar e 39Ar são formados continuamente na atmosfera como produtos de reacções de raios cósmicos, e são componentes de poeira cósmica que entram na atmosfera da terra. Ambos os isótopos são também formados por reacções nucleares sobre e sob a superfície da Terra. Actualmente, a maior parte do novo39Ar introduzido na atmosfera todos os anos é proveniente de reactores nucleares. 39Ar decai para 39K com uma meia-vida de 269 a; enquanto 37Ar decai para 37Cl com uma meia-vida de 35 dias. As quantidades de 37Ar e 39Ar de amostras de inormal são variáveis e podem ser úteis em estudos ambientais, mas são várias ordens de grandeza demasiado pequenas para afectar o peso atómico padrão do árgon no seu nível actual de incerteza relatada.