Plik neon Jest to pierwiastek chemiczny reprezentowany przez symbol Ne. Jest to gaz szlachetny, którego nazwa po grecku oznacza nowy, jakość, którą był w stanie utrzymać przez dziesięciolecia nie tylko ze względu na blask odkrycia, ale także dlatego, że ozdabiał swoim światłem miasta w miarę ich modernizacji..
Wszyscy słyszeliśmy o neonach, które w rzeczywistości nie są niczym więcej niż czerwono-pomarańczowymi; chyba że są zmieszane z innymi gazami lub dodatkami. Dziś mają dziwaczne powietrze w porównaniu z najnowszymi systemami oświetleniowymi; Jednak neon to znacznie więcej niż tylko wspaniałe, nowoczesne źródło światła.
Gaz ten, składający się praktycznie z atomów Ne, wzajemnie obojętnych, reprezentuje najbardziej obojętną i szlachetną substancję ze wszystkich; Jest to najbardziej obojętny pierwiastek układu okresowego, a obecnie i formalnie nie jest znany wystarczająco stabilny związek. Jest jeszcze bardziej obojętny niż sam hel, ale także droższy.
Wysoki koszt neonu wynika z faktu, że nie jest on wydobywany z podłoża, jak to ma miejsce w przypadku helu, ale z upłynniania i kriogenicznej destylacji powietrza; nawet jeśli występuje w atmosferze w ilości wystarczającej do wytworzenia ogromnej ilości neonu.
Łatwiej jest wydobyć hel ze złóż gazu ziemnego niż skroplić powietrze i wydobyć z niego neon. Co więcej, jego obfitość jest mniejsza niż helu, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz Ziemi. We Wszechświecie neon znajduje się w nowych i supernowych, a także w regionach na tyle zamarzniętych, aby zapobiec ich ucieczce..
W postaci płynnej jest znacznie skuteczniejszym czynnikiem chłodniczym niż ciekły hel i wodór. Podobnie jest elementem obecnym w przemyśle elektronicznym w odniesieniu do laserów i sprzętu do wykrywania promieniowania..
Indeks artykułów
Historia neonu jest ściśle związana z historią pozostałych gazów tworzących powietrze i ich odkryciami. Angielski chemik Sir William Ramsay, wraz ze swoim mentorem Johnem Williamem Struttem (Lord Rayleigh), postanowili w 1894 roku zbadać skład powietrza poprzez reakcje chemiczne.
Z próbki powietrza udało się ją odtlenić i odazotować, uzyskując i odkrywając argon będący gazem szlachetnym. Jego pasja naukowa doprowadziła go również do odkrycia helu, po rozpuszczeniu mineralnego kleweitu w środowisku kwaśnym i zebraniu charakteryzującego uwolniony gaz..
W tym czasie Ramsay podejrzewał, że między helem a argonem znajduje się pierwiastek chemiczny, przez co nieudane próby znalezienia go w próbkach minerałów. Aż w końcu uznał, że inne gazy mniej obfite w powietrzu powinny być „ukryte” w argonie..
Tak więc eksperymenty, które doprowadziły do odkrycia neonu, rozpoczęły się od skondensowanego argonu..
W swojej pracy Ramsay, wspomagany przez swojego kolegę Morrisa W. Traversa, rozpoczął od wysoce oczyszczonej i skroplonej próbki argonu, którą następnie poddał rodzajowi destylacji kriogenicznej i frakcyjnej. Tak więc w 1898 roku i na University College London obaj angielscy chemicy zdołali zidentyfikować i wyodrębnić trzy nowe gazy: neon, krypton i ksenon..
Pierwszym z nich był neon, który zauważył, gdy zebrali go w szklanej rurce, gdzie zastosowali porażenie prądem; jego intensywne czerwono-pomarańczowe światło było jeszcze bardziej uderzające niż kolory kryptonu i ksenonu.
W ten sposób Ramsay nadał temu gazowi nazwę „neon”, co po grecku oznacza „nowy”; pojawił się nowy pierwiastek z argonu. Niedługo potem, w 1904 roku i dzięki tej pracy, on i Travers otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii..
Ramsay miał wtedy niewiele wspólnego z rewolucyjnymi zastosowaniami neonu w oświetleniu. W 1902 roku inżynier elektryk i wynalazca, Georges Claude, wraz z Paulem Delorme, założyli firmę L'Air Liquide, zajmującą się sprzedażą skroplonych gazów dla przemysłu i która wkrótce dostrzegła świetlny potencjał neonów.
Claude, zainspirowany wynalazkami Thomasa Edisona i Daniela McFarlana Moore'a, zbudował pierwsze tuby wypełnione neonem, podpisując patent w 1910 roku. Sprzedał swój produkt praktycznie pod następującym założeniem: neony są zarezerwowane dla miast i pomników, ponieważ są bardzo olśniewający i atrakcyjny.
Od tego czasu reszta historii neonu do chwili obecnej idzie w parze z pojawieniem się nowych technologii; a także zapotrzebowanie na systemy kriogeniczne, które mogą używać go jako cieczy chłodzącej.
Neon to bezbarwny, bezwonny i pozbawiony smaku gaz. Jednak po zastosowaniu wyładowania elektrycznego jego atomy są zjonizowane lub wzbudzone, emitując fotony energii, które wchodzą do widma widzialnego w postaci czerwono-pomarańczowego błysku (górne zdjęcie).
Więc neony są czerwone. Im wyższe ciśnienie gazu, tym wyższa wymagana energia elektryczna i uzyskany czerwonawy blask. Te światła oświetlające alejki lub fronty sklepów są bardzo powszechne, zwłaszcza w zimnym klimacie; ponieważ czerwonawa intensywność jest taka, że może przenikać mgłę ze znacznych odległości.
20,1797 g / mol.
10.
-248,59 ° C.
-246,046 ° C.
-W normalnych warunkach: 0,9002 g / l.
-Z cieczy, właśnie w punkcie wrzenia: 1,207 g / ml.
0,6964 (względem powietrza = 1). Innymi słowy, powietrze jest 1,4 razy gęstsze niż neon. Wtedy balon napełniony neonem uniesie się w powietrze; chociaż wolniej w porównaniu z pompą napełnioną helem.
0,9869 atm przy 27 K (-246,15 ° C). Zauważ, że w tak niskiej temperaturze neon już wywiera ciśnienie porównywalne z atmosferycznym.
0,335 kJ / mol.
1,71 kJ / mol.
20,79 J / (mol K).
-Pierwsza: 2080,7 kJ / mol (Ne+ gazowy).
-Po drugie: 3952,3 kJ / mol (Nedwa+ gazowy).
-Po trzecie: 6122 kJ / mol (Ne3+ gazowy).
Energie jonizacji neonu są szczególnie wysokie. Wynika to z trudności w usunięciu jednego z jego elektronów walencyjnych z jego bardzo małego atomu (w porównaniu z innymi pierwiastkami z tego samego okresu).
Jedyny prawdopodobny i teoretyczny stopień utlenienia lub liczba dla neonu wynosi 0; to znaczy, w swoich hipotetycznych związkach nie zyskuje ani nie traci elektronów, ale raczej oddziałuje jak neutralny atom (Ne0).
Wynika to z jego zerowej reaktywności jako gazu szlachetnego, który nie pozwala mu na pozyskiwanie elektronów z powodu braku dostępnej energetycznie orbity; i nie móc ich stracić o dodatnich stopniach utlenienia, ze względu na trudność w pokonaniu skutecznego ładunku jądrowego jego dziesięciu protonów.
Powyższe wyjaśnia, dlaczego gaz szlachetny nie jest bardzo reaktywny. Jednak wśród wszystkich gazów szlachetnych i pierwiastków chemicznych, neon jest właścicielem prawdziwej korony szlacheckiej; nie przyjmuje elektronów w żaden sposób ani od nikogo, ani nie może dzielić się swoimi, ponieważ jego jądro temu zapobiega i dlatego nie tworzy wiązań kowalencyjnych.
Neon jest mniej reaktywny (bardziej szlachetny) niż hel, ponieważ chociaż jego promień atomowy jest większy, efektywny ładunek jądrowy dziesięciu protonów przewyższa ładunek dwóch protonów w jądrze helu..
Kiedy schodzimy przez grupę 18, siła ta maleje, ponieważ promień atomowy znacznie wzrasta; i dlatego inne gazy szlachetne (zwłaszcza ksenon i krypton) mogą tworzyć związki.
Jak dotąd nie jest znany żaden zdalnie stabilny związek neonu. Jednak istnienie poliatomowych kationów, takich jak: [NeAr]+, WNe3+, RhNedwa+, MoNedwa+, [NeH]+ i [NeHe]+.
Podobnie można wspomnieć o jego związkach Van der Wallsa, w których chociaż nie ma wiązań kowalencyjnych (przynajmniej nie formalnie), oddziaływania niekowalencyjne pozwalają im zachować spójność w rygorystycznych warunkach..
Niektóre z takich związków Van der Wallsa dla neonu to na przykład: Ne3 (trimer), IdwaNedwa, NeNiCO, NeAuF, LiNe, (Ndwa)6Ne7, NeCdwadzieściaH.dwadzieścia (kompleks endoedryczny fullerenu) itp. Należy również zauważyć, że cząsteczki organiczne mogą również „ocierać się” o ten gaz w bardzo szczególnych warunkach..
Szczegóły dotyczące wszystkich tych związków są takie, że nie są one stabilne; ponadto większość pochodzi z bardzo silnego pola elektrycznego, w którym gazowe atomy metali są wzbudzane w towarzystwie neonu.
Nawet przy wiązaniu kowalencyjnym (lub jonowym) niektórzy chemicy nie zadają sobie trudu, aby myśleć o nich jako o prawdziwych związkach; dlatego neon nadal jest szlachetnym i bezwładnym elementem widzianym ze wszystkich „normalnych” stron..
Atom neonu można wizualizować jako prawie zwartą kulę ze względu na jego mały rozmiar i duży efektywny ładunek jądrowy dziesięciu elektronów, z których osiem to elektrony walencyjne, zgodnie z ich konfiguracją elektroniczną:
1sdwa2sdwa2 P6 lub [He] 2sdwa2 P6
Zatem atom Ne oddziałuje ze swoim otoczeniem za pomocą swoich orbitali 2s i 2p. Są jednak całkowicie wypełnione elektronami, zgodnie ze słynnym oktetem walencyjnym.
Nie może uzyskać więcej elektronów, ponieważ orbital 3s nie jest dostępny energetycznie; Poza tym nie może ich również stracić ze względu na mały promień atomowy i „wąską” odległość oddziela je od dziesięciu protonów w jądrze. Dlatego ten atom lub kula Ne jest bardzo stabilny, niezdolny do tworzenia wiązań chemicznych z praktycznie żadnym pierwiastkiem..
To właśnie te atomy Ne definiują fazę gazową. Ponieważ jest bardzo mały, jego elektroniczna chmura jest jednorodna i zwarta, trudna do spolaryzowania, a zatem do ustalenia chwilowych momentów dipolowych, które indukują inne w sąsiednich atomach; to znaczy siły rozpraszania między atomami Ne są bardzo słabe.
Dlatego temperatura musi spaść do -246 ºC, aby neon mógł przejść ze stanu gazowego do cieczy..
W tej temperaturze atomy Ne są wystarczająco blisko, aby siły dyspersji związały je razem w cieczy; że chociaż najwyraźniej nie jest tak imponujący jak płyn kwantowy ciekłego helu i jego nadciekłość, ma moc chłodzenia 40 razy większą niż ta.
Oznacza to, że płynny układ chłodzenia neonu jest 40 razy bardziej wydajny niż układ chłodzenia ciekłego helu; chłodzi szybciej i dłużej utrzymuje temperaturę.
Przyczyną może być to, że nawet gdy atomy Ne są cięższe od He, pierwsze oddzielają się i rozpraszają łatwiej (nagrzewają) niż drugie; ale ich interakcje są tak słabe podczas ich zderzeń lub spotkań, że ponownie szybko zwalniają (ochładzają się).
Gdy temperatura spada jeszcze bardziej, do -248 ° C, siły dyspersji stają się silniejsze i bardziej kierunkowe, dzięki czemu atomy He są teraz zdolne do skrystalizowania krystalizacji w kryształ sześcienny (fcc) o centralnej powierzchni. Ten kryształ helu fcc jest stabilny pod każdym ciśnieniem.
Neon jest piątym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym w całym Wszechświecie. Ze względu na brak reaktywności, wysoką prężność par i lekką masę ucieka z atmosfery ziemskiej (choć w mniejszym stopniu niż hel) i słabo rozpuszcza się w morzach. Dlatego tutaj, w powietrzu ziemskim, jego stężenie objętościowe wynosi zaledwie 18,2 ppm..
Aby to stężenie neonu wzrosło, konieczne jest obniżenie temperatury do bliskości zera absolutnego; warunki możliwe tylko w Kosmosie iw mniejszym stopniu w lodowatej atmosferze niektórych gazowych gigantów, takich jak Jowisz, na skalistych powierzchniach meteorytów lub w egzosferze Księżyca.
Jednak największa koncentracja występuje w nowych lub supernowych rozmieszczonych w całym Wszechświecie; jak również w gwiazdach, z których się wywodzą, o większej objętości niż nasze Słońce, wewnątrz których wytwarzane są atomy neonu, produkt nukleosyntezy między węglem a tlenem.
Choć jego stężenie w naszym powietrzu wynosi zaledwie 18,2 ppm, to wystarczy, aby z każdej domowej przestrzeni pozyskać kilka litrów neonu.
Dlatego do jego wytworzenia konieczne jest skroplenie powietrza, a następnie przeprowadzenie kriogenicznej destylacji frakcyjnej. W ten sposób jego atomy można oddzielić od fazy ciekłej złożonej z ciekłego tlenu i azotu..
Najbardziej stabilnym izotopem neonu jest dwadzieściaNe, z obfitością 90,48%. Ma również dwa inne izotopy, które są również stabilne, ale mniej powszechne: dwadzieścia jedenNe (0,27%) i 22Ne (9,25%). Reszta to radioizotopy, a obecnie znanych jest ich piętnaście (15-19Ne i Ne23-32).
Neon to nieszkodliwy gaz z niemal każdego możliwego aspektu. Ze względu na swoją zerową reaktywność chemiczną w ogóle nie ingeruje w żaden proces metaboliczny, a dostając się do organizmu, opuszcza go bez asymilacji. Dlatego nie ma natychmiastowego efektu farmakologicznego; chociaż wiąże się to z możliwymi działaniami znieczulającymi.
Dlatego jeśli dojdzie do wycieku neonu, nie jest to niepokojący alarm. Jeśli jednak stężenie jego atomów w powietrzu jest bardzo wysokie, może on wypierać cząsteczki tlenu, którym oddychamy, co kończy się uduszeniem i szeregiem objawów z tym związanych..
Jednak ciekły neon może powodować zimne oparzenia w kontakcie, więc nie zaleca się bezpośredniego dotykania go. Ponadto, jeśli ciśnienie w twoich pojemnikach jest bardzo wysokie, nagła szczelina może być wybuchowa; nie przez obecność płomieni, ale przez siłę gazu.
Neon nie stanowi również zagrożenia dla ekosystemu. Ponadto jego stężenie w powietrzu jest bardzo niskie i nie ma problemu z oddychaniem. A co najważniejsze: nie jest to gaz łatwopalny. Dlatego nigdy się nie pali, bez względu na to, jak wysokie są temperatury..
Jak wspomniano, czerwone neony są obecne w tysiącach placówek. Powodem jest to, że wymagane jest tylko niskie ciśnienie gazu (~ 1/100 atm), aby po wyładowaniu elektrycznym wytwarzał swoje charakterystyczne światło, które zostało również umieszczone w różnego rodzaju reklamach (reklama, znaki drogowe itp. ).
Tuby wypełnione neonami mogą być wykonane ze szkła lub tworzywa sztucznego i przybierać różne kształty i formy.
Neon to bardzo ważny gaz w przemyśle elektronicznym. Służy do produkcji świetlówek i lamp grzewczych; urządzenia wykrywające promieniowanie lub wysokie napięcia, kineskopy telewizyjne, liczniki gejzerów i komory jonizacyjne.
Razem z helem duet Ne-He może być używany do urządzeń laserowych, które emitują wiązkę czerwonawego światła.
Chociaż prawdą jest, że neon nie może tworzyć żadnych związków, stwierdzono, że pod wysokim ciśnieniem (~ 0,4 GPa) jego atomy są uwięzione w lodzie, tworząc klatrat. W nim atomy Ne są ograniczone do pewnego rodzaju kanału ograniczonego cząsteczkami wody, w którym mogą poruszać się wzdłuż kryształu.
Chociaż w tej chwili nie ma wielu potencjalnych zastosowań tego neonu, może on w przyszłości stanowić alternatywę dla jego przechowywania; lub po prostu służyć jako model do pogłębienia zrozumienia tych zamrożonych materiałów. Być może na niektórych planetach neon jest uwięziony w masach lodu.
Jeszcze bez komentarzy