Неон

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Неон

Химический элемент
Инертный газ без цвета, вкуса и запаха
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
Структура кристаллической решетки кубическая гранецентрированная
Теплопроводность (300 K) (0,0493) Вт/(м·К)
Химия 11. Газ неон — Академия занимательных наук

Неон — химический элемент, имеющий № 10 в Периодической системе элементов, инертный газ.

Содержание

[править] Общая характеристика

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.

[править] История

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.

[править] Происхождение названия

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!».

[править] Неон в природе

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.

[править] Образование

Неон образуется в звездах вследствие альфа-процесса, при котором альфа-частица поглощается ядром атома кислорода с излучением гамма-кванта.

  • [math]^{16} _8 \text {O} + ^4_2 \text {He} = ^{20} _{10} \text {Ne} + \gamma[/math].

Этот процесс требует температуры более 100 млн градусов и массы звезды более трех солнечных.

[править] Изотопы

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.

[править] Получение

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.

[править] Свойства

[править] Физические свойства

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.

[править] Химические свойства

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.

[править] Применение

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.

[править] Источники

  1. Morse, David (1996-01-26). «Galileo Probe Science Result». Galileo Project.
  2. Dickin, Alan P (2005). «Neon». Radiogenic isotope geology. с. 303
  3. Криокристалы. Под редакцией Б. И. Веркина и А. Ф. Прихотько. К.: Научная мысль, 1983.

[править] Литература

  • 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
Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты