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ELM Élément n° 18 sur 118

Argon (Ar)

Présent dans l’air que vous respirez, l’argon passe presque inaperçu, mais son inertie en fait un gaz précieux pour le soudage et la fabrication de matériaux. Sa place parmi les gaz nobles explique une grande partie de son comportement.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité de l’argon

Numéro atomique (Z)
18
Symbole
Ar
Masse atomique
39,9 u
Masse molaire
39,9 g/mol
Famille
Gaz nobles
Période · groupe · bloc
3 · 18 · p
Configuration électronique
[Ne] 3s² 3p⁶
État à 20 °C
gaz
Température de fusion
-189,35 °C (83,8 K)
Température d’ébullition
-185,85 °C (87,3 K)
Masse volumique
0,001784 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
non mesuré
Rayon atomique (van der Waals)
188 pm
1re énergie d’ionisation
15,76 eV
Affinité électronique
non mesuré
États d’oxydation
0
Découverte
1894, par John William Strutt Rayleigh, William Ramsay
Nom tiré de
paresse
Abondance dans l’eau de mer
0,45 mg/L
Numéro CAS
7440-37-1

La composition isotopique de l’argon varie selon sa provenance : l’IUPAC donne sa masse atomique sous forme d’intervalle, [39,792 ; 39,963] ; la valeur ci-dessus est la valeur conventionnelle.

Argon : période 3, groupe 18, famille des gaz nobles.
Ar
Électrons par couche : 2 · 8 · 8

L’argon est un gaz incolore et inodore qui constitue un peu moins de 1 % de l’atmosphère terrestre. Son symbole est Ar et son numéro atomique est 18. À température ambiante, il existe sous forme de gaz ; il ne brûle pas et réagit très peu avec les autres éléments dans les conditions ordinaires. Cette faible réactivité, plutôt que la rareté, explique son intérêt industriel.

Pourquoi l’argon réagit-il si peu ?

Dans le tableau périodique, l’argon se trouve en période 3 et dans le groupe 18, celui des éléments de la famille des gaz nobles. Sa configuration électronique se termine par une couche externe complète, ce qui rend l’atome peu enclin à gagner, perdre ou partager des électrons. On dit que l’argon est chimiquement inerte, même si « presque inerte » est plus juste qu’« absolument incapable de réagir ».

La masse atomique indiquée pour l’argon est de 39,9 u. La Commission des abondances isotopiques et des poids atomiques de l’IUPAC précise que la masse atomique de l’argon varie selon les échantillons naturels, car leur composition isotopique n’est pas toujours identique. L’argon naturel est dominé par l’isotope argon-40. Il est particulièrement abondant parce qu’il se forme notamment lors de la désintégration radioactive du potassium-40 dans les roches.

Cette particularité est aussi utile aux scientifiques : mesurer les isotopes de l’argon peut contribuer à dater certaines roches et à étudier des processus géologiques. L’argon-40 présent dans l’atmosphère provient en grande partie de cette production dans la croûte terrestre, puis de son dégagement dans l’air.

Où trouve-t-on l’argon et comment le sépare-t-on ?

L’argon est extrait principalement de l’air. Pour le récupérer, l’air est d’abord refroidi jusqu’à sa liquéfaction, puis ses composants sont séparés par distillation cryogénique, une méthode qui exploite leurs températures d’ébullition différentes. L’Élémentarium de la Société chimique de France décrit cette séparation industrielle et indique que l’argon est récupéré dans des installations qui produisent aussi de l’oxygène et de l’azote.

À pression atmosphérique, l’argon bout à −185,85 °C et fond à −189,35 °C. Ces températures très basses facilitent sa séparation des autres composants de l’air par refroidissement. Son nom vient du grec argos, qui signifie « inactif » ou « paresseux », en référence à sa faible réactivité. Il a été découvert en 1894 par William Ramsay et Lord Rayleigh, après l’observation d’un gaz résiduel de l’air qui ne correspondait pas à l’azote attendu.

Quels usages reposent sur son inertie ?

Lors du soudage à l’arc, l’argon forme autour du métal une atmosphère protectrice qui limite le contact avec l’oxygène et l’azote de l’air. Ces gaz pourraient perturber le métal chauffé ou le joint de soudure. Le même principe s’applique à certains traitements métallurgiques et à la fabrication de matériaux réactifs : le gaz sert de couverture protectrice plutôt que de matière première qui réagit.

L’argon est aussi employé dans certaines ampoules et certains tubes d’éclairage. Dans les ampoules à incandescence, il contribue à limiter l’oxydation du filament chaud. En électronique, une atmosphère d’argon peut protéger des matériaux pendant la croissance de cristaux de silicium ou de germanium. La fiche de l’Argonne National Laboratory recense ces usages, notamment le soudage et la fabrication de cristaux semi-conducteurs.

L’argon forme-t-il des composés ?

Sa faible réactivité ne signifie pas qu’aucun composé n’a jamais été observé. Un composé appelé fluorohydrure d’argon, de formule HArF, a été obtenu dans des conditions de laboratoire à très basse température. Il se décompose lorsqu’il se réchauffe au-delà d’environ −246 °C ; cette instabilité limite son intérêt à la recherche fondamentale. Cela ne remet pas en cause le rôle habituel de l’argon comme gaz protecteur, mais rappelle que l’inertie chimique dépend aussi des conditions expérimentales.

Isotopes naturels de l’argon

IsotopeMasse (u)Abondance naturelleStabilité
³⁶Ar35,967545105(28)0,3336 %stable
³⁸Ar37,96273211(21)0,0629 %stable
⁴⁰Ar39,9623831237(24)99,6035 %stable

26 isotopes de l’argon sont connus, dont 3 stables. Données : NIST et AMDC (AIEA), via PubChem.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire de l’argon ?

La masse molaire de l’argon est de 39,9 g/mol, d’après la masse atomique standard de 39,9 u retenue par l’IUPAC (CIAAW). Une mole d’atomes de argon pèse donc environ 39,9 grammes.

Quel est le numéro atomique de l’argon ?

Le numéro atomique de l’argon est 18 : son noyau compte 18 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est Ar.

Quelle est la configuration électronique de l’argon ?

La configuration électronique de l’argon est [Ne] 3s² 3p⁶, soit 2, 8, 8 électrons répartis de la première à la dernière couche. L’argon appartient au bloc p du tableau périodique.

L’argon est-il dangereux à respirer ?

L’argon n’est pas un poison chimique, mais il peut déplacer l’oxygène de l’air dans un espace mal ventilé. Une forte concentration peut donc entraîner un manque d’oxygène et provoquer une asphyxie sans signe d’alerte évident. Le risque dépend de la quantité libérée, du volume du local et de sa ventilation ; les bouteilles et installations doivent être utilisées selon les consignes de sécurité applicables.

L’argon est-il plus lourd que l’air ?

Oui. À température et pression comparables, l’argon est plus dense que l’air, qui est principalement composé d’azote et d’oxygène. En cas de fuite importante, il peut donc s’accumuler dans les zones basses, surtout si la ventilation est insuffisante. Il ne faut toutefois pas compter sur la seule stratification du gaz pour évaluer le danger : les mouvements d’air peuvent le disperser.

Pourquoi utilise-t-on de l’argon plutôt que de l’azote pour le soudage ?

Le choix dépend du métal et du procédé. L’argon est apprécié parce qu’il est peu réactif et peut protéger le bain de métal fondu de l’air. L’azote, lui, peut réagir avec certains métaux dans certaines conditions. Le gaz de protection approprié est donc déterminé selon le matériau à souder et les paramètres du procédé, plutôt que par une règle unique.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.