Неон
Неон
- Символ, номер
- Ne, 10
- Атомная масса
- 20,1797 а.е.м.
- Электронная конфигурация
- [He] 2s2 2p6
- Степени окисления
- 0
- Плотность
- 0,0009002 г/см³ (при 0 °C)
- Температура плавления
- 24,55 K
- Температура кипения
- 27,1 K
- Молярная теплоёмкость
- Дж/(K·моль)
- Структура кристаллической решетки
- кубическая гранецентрированная
- Теплопроводность
- (300 K) (0,0493) Вт/(м·К)
Неон — химический элемент, имеющий № 10 в Периодической системе элементов, инертный газ.
Общая характеристика[править]
Плотность газа неона 0,9 г/л. Температура кипения tкип = —246,08 °C. Среднее содержание неона в земной коре 5 · 10−7 % по массе. Основное количество неона сосредоточено в атмосфере. Газ применяется для изготовления газосветных электроламп, а также в криотехнике.
История[править]
Неон открыли в 1898 году английские ученые Уильям Рамзай и Моррис Трэверс при спектральном исследовании медленно испаряющихся остатков жидкого воздуха (то есть при его фракционной перегонке).
В 1910 году французский инженер Жорж Клод сделал газоразрядную лампу, наполненную неоном. В 1912 году его сотрудник начал продавать неоновые трубки для рекламы.
Неон послужил фундаментальным исследованиям. В 1913 Джозеф Джон Томсон, используя прообраз масс-спектрограф, пропускал через камеру, наполненную неоном, катодные лучи, то есть электронный пучок. На фотографической пластинке отразились две разные серии линий, что свидетельствовало о присутствии в газе атомов разной массы. Эксперимент, непонятный в то время, был открытием изотопов.
Происхождение названия[править]
Название происходит от греч. νέος — новый и свидетельствует о радости исследователей, обнаруживших в воздухе, кроме аргона, другие инертные газы. Существует легенда, по которой название новому элементу дал двенадцатилетний сын Рамзая: увидев необычное ярко-красное излучение вещества в трубке для проведения спектрального анализа, он радостно закричал: «Новый! Новый!».
Неон в природе[править]
Содержание неона в атмосферном воздухе составляет 1,82·10−3 % по объему (общие запасы 7,8·1014 м³). В 1 м³ воздуха содержится около 18,2 см³ неона. В земной коре содержится 7·10−9 % неона, в морской воде — 2·10−8 %.
В масштабах Вселенной неон — пятый по распространенности элемент после водорода, гелия, кислорода и углерода. На Земле его относительно мало, что объясняется его легкостью и химической инертностью — земное притяжение не может его удержать. Если во Вселенной доля неона составляет 1/750 по массе, то даже в верхних слоях атмосферы Юпитера она уменьшена до 1/6000[1], а на Земле в 1/83000.
Образование[править]
Неон образуется в звездах вследствие альфа-процесса, при котором альфа-частица поглощается ядром атома кислорода с излучением гамма-кванта.
- .
Этот процесс требует температуры более 100 млн градусов и массы звезды более трех солнечных.
Изотопы[править]
Неон имеет много изотопов, среди которых три стабильны: 20Ne (90,48 %), 21Ne (0,27 %) и 22Ne (9,25 %). Изотопы 21Ne и 22Ne возникают при ядерных реакциях, возможных в земных условиях, тогда как 20Ne образуется в звездах. Изотопическое содержание неона в различных породах несколько разное, и причина этого интенсивно дискутируется.[2] 21Ne и 22Ne образуются при эмиссии нейтронов, а также альфа-распаде 24Mg и 25Mg.
С другой стороны, неон магматического происхождения, присутствует в вулканических газах как изотоп 20Ne, а также нуклеогенным 21Ne в противовес 22Ne. 20Ne, который очевидно, первичный, захваченный при образовании Земли. Об этом свидетельствует также повышенное содержание 20Ne в алмазе. Возможно, этот первичный неон имеет солнечное происхождение и принесен на Землю солнечным ветром.
Получение[править]
В промышленности неон получают как побочный продукт при разделении жидкого воздуха на кислород и азот. При температуре ниже температуры испарения азота, неон и гелий остаются в газовой фазе.
Свойства[править]
Физические свойства[править]
Неон имеет наименьшую температурную область жидкого состояния — от 24,56 К до 27,1 К. При температуре 24,56 К неон — твердое вещество, криокристалл. Его плотность в твердом состоянии 1,5702 г/см3 при температуре 4 К.[3] Тройная точка неона, 24,5561 К, является одним из реперов для определения температурной шкалы.
Спектр излучения неона имеет большую плотность линий в красной области, чем объясняется красно-оранжевое свечение газа при возбуждении. Свечение неона обусловлено переходами между возбужденными состояниями. Энергия низкого возбужденного уровня неона составляет примерно 17 эВ и лежит в ультрафиолетовой области.
Химические свойства[править]
Стабильных химических соединений неон не образует. Он образует с водой соединение включения (так называемый клатрат) с составом Ne·6Н2О. Известны так называемые эксимерные молекулы Ne2 и NeF, содержащие неон. При переходе этих молекул с метастабильного состояния в несвязанное генерируется лазерное излучение.
Применение[править]
Неон применяют для наполнения газоразрядных ламп, сигнальных ламп радиотехнической аппаратуры, индикаторных ламп, в технике низких температур. Смесь неона и гелия используют в качестве рабочей среды в газовых лазерах. Трубки, заполненные смесью неона и азота (так называемые неоновые трубки, содержащие около 10 объемных процентов Ne), при пропускании через них электрического разряда дают красное свечение, в связи с этим они широко используются в рекламе. Жидкий неон используют в качестве охладителя в криогенных установках. Ранее неон применялся в промышленности как инертная среда, но он был вытеснен более дешевым аргоном.
Источники[править]
- ↑ Morse, David (1996-01-26). «Galileo Probe Science Result». Galileo Project.
- ↑ Dickin, Alan P (2005). «Neon». Radiogenic isotope geology. с. 303
- ↑ Криокристалы. Под редакцией Б. И. Веркина и А. Ф. Прихотько. К.: Научная мысль, 1983.
Литература[править]
- Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
- Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | |||||||||||||||||||||||||||
1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | ||||||||||||
8 | Uue | Ubn | Ubu | Ubb | Ubt | Ubq | Ubp | Ubh | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|