Неонът е инертен газ. Неон - какво е това? Къде се използва неон?

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Неон- десети елемент от периодичната таблица. Обозначение - Ne от латинския "неон". Намира се във втори период, VIIIA група. Принадлежи към групата на инертните (благородни) газове. Ядреният заряд е 10.

Неонът е безцветен газ, който трудно се втечнява. Съдържанието на неон във въздуха е 0,0015% (об.). Той е практически неразтворим във вода и слабо разтворим в етанол. Образува клатрат със състав 8Ne×46H 2 O. Химически инертен, не реагира с всички други вещества (прости и сложни).

Атомна и молекулна маса на неона

Относително молекулно тегло M rе моларната маса на молекула, разделена на 1/12 от моларната маса на атом въглерод-12 (12 C). Това е безразмерна величина.

Относителна атомна маса A rе моларната маса на атом от вещество, разделена на 1/12 от моларната маса на атом въглерод-12 (12 C).

Тъй като в свободно състояние неонът съществува под формата на моноатомни Ne молекули, стойностите на неговите атомни и молекулни маси съвпадат. Те са равни на 20,1797.

Неонови изотопи

Неонът може да се намери под формата на три изотопа 20 Ne (90,48%), 21 Ne (0,27%) и 22 Ne (9,25%). Техните масови числа са съответно 20, 21 и 22. Ядрото на един атом на неоновия изотоп 20 Ne съдържа десет протона и десет неутрона, а изотопите 21 Ne и 22 Ne съдържат същия брой протони, съответно единадесет и дванадесет неутрона.

Има и шестнадесет нестабилни изотопа на неона.

Неонови йони

Подобно на хелия, при силно възбуждане на атомите, неонът образува молекулярни йони от типа Ne 2 +:

σ s 2 σ s * σ z 2 π 4 x,y π *4 x,y σ z *1 .

Неонова молекула и атом

В свободно състояние неонът съществува под формата на едноатомни Ne молекули.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Сред всички елементи на периодичната таблица на химикалите такава група като инертни газове има интересни свойства. Те включват аргон, неон, хелий и някои други вещества. Какво е неон и къде в съвременния свят този газ се използва широко?

История на откриването на неона

Периодичната таблица не беше веднага запълнена с всички химични елементи, така че имаше пропуски в някои групи и периоди. Така химиците предсказаха откриването на нови вещества, което се случи с неона. Първият учен, който се сети за съществуването на неон, беше химикът Рамзи Рейли. По това време бяха открити двата най-близки инертни газа: аргон и хелий, но междинната клетка в таблицата беше празна. Ученият предполага, че новият елемент ще има атомна маса 20 и плътност на водорода 10, но не е известно какъв е неонът в природата.

Как Рамзи успя да изолира неона и да докаже съществуването му? Неговият експеримент използва обикновен, който първо се втечнява и след това бавно се изпарява. Така получените газообразни фракции се изследват в газоразрядна тръба, което дава възможност да се видят спектралните линии на веществата. По тази линия те откриха нов елемент.

Във Вселената шестият най-често срещан елемент е неонът. Значението на думата от гръцки се превежда като „ново“. Първоначално синът на Рамзи Уили предложи да нарече новия елемент novum, което също означаваше „нов“, но баща му реши леко да промени думата на неон, което според него звучеше по-добре.

Свойства на неона

Този инертен газ се намира в периодичната таблица между аргон и хелий, което му придава междинни свойства на тези вещества. Неонът има две енергийни нива, с 2 и 8 електрона. Тази функция пряко влияе върху реактивността на газа, т.к не образува съединения с други елементи.

Какво е неон от химическа гледна точка? Това е лек газ, който се втечнява при температура от -245,98 °C, а точката на кипене е при 2,6 °C. Разтворимостта на газа във вода е много ниска, но адсорбцията на неон върху активен въглен прави възможно отделянето на чист газ от неговите примеси.

Какво е неонът от гледна точка на физиката? Това е газ, който под въздействието на тока се разделя на яркочервен и оранжев спектър. Неоновата светлина, която излъчва е много стабилна и ярка. Физиката на това явление включва електрони, удрящи неонови атоми, което ги кара да освобождават фотони от светлина.

Къде е неонът

Във Вселената неонът е 6-ият най-разпространен елемент след хелий, водород и редица други елементи. Този инертен газ заема относително големи обеми от звезди и червени планети. При изучаването на Плутон се предполага, че неговата атмосфера се състои изцяло от неон, а в по-ниските слоеве този газ е втечнен поради критично ниските температури на тази планета.

Що се отнася до Земята, неонът се намира най-много в атмосферата (0,00182%) и много малко в земната кора. Смята се, че неспособността на благородните газове да се свързват с други елементи и да образуват минерали е основната причина тези вещества да останат в малки количества на Земята.

Използване на неон

В днешно време търсенето на неон в производството се е увеличило значително, което означава постоянен недостиг. Това се дължи на факта, че освобождаването на чист инертен газ отнема доста дълго време, а съдържанието му във въздуха е много ниско.

Неонът се използва в промишлеността като охладител в криогенната технология. Ракетното гориво се съхранява при температури на течен неон, животински и растителни тъкани и химикали се замразяват. В неоновите кристали се създават оптимални условия за протичане на много сложни реакции, които не понасят топлина (синтез на H2O2, кислородни флуориди и др.).

Някои лампи и осветителни тела също използват неон. Значението на този газ като източник на светлина е много голямо, т.к блясъкът му се вижда на големи разстояния. използва се за монтаж на фарове, летища, високи кули. Някои текстови реклами са осветени с неонови лампи.

В такива лампи неонът не е в чиста форма. Винаги се смесва в правилните пропорции с аргон, което придава на светлината оранжев цвят. Това обаче по никакъв начин не нарушава свойствата на добрата видимост, т.к Такива лампи са видими при всякакви неблагоприятни метеорологични условия и на големи разстояния.

Неон(лат. Neonum), Ne, химичен елемент от група VIII на периодичната система на Менделеев, принадлежи към инертните газове, атомен номер 10, атомна маса 20,179. На Земята той присъства главно в атмосферата, съдържанието на неон в която се оценява на 7,1 10 11 тона. В 1 m 3 въздух има около 16 cm 3 неон. Атмосферният неон се състои от смес от три стабилни изотопа: 20 Ne, 21 Ne и 22 Ne; Преобладава 20 Ne (90,92%). Неонът е открит през 1898 г. от английските учени W. Ramsay и M. Travers, докато изучават силно летливата фракция на течния въздух; Името идва от гръцкото neos - нов.

При нормални условия неонът е газ без цвят и мирис. При 0°C и 760 mm Hg. Изкуство. (101 kn/m2) плътност на Neon 0,900 g/l, точка на топене -248,6 °C, точка на кипене (при 101 kn/m2) -245,9 °C, разтворимост във вода 10,4 ml/l; кристалната решетка на твърдия неон е кубична; параметърът на единичната клетка a е 4,52 Å при -253 °C. Неоновата молекула е едноатомна. Външната електронна обвивка на неоновия атом съдържа 8 електрона и е много стабилна; Неонови химически съединения все още не са синтезирани.

Неонът се получава чрез отделяне на въздуха. Използването на Neon се свързва главно с електрическата индустрия. Лампи, пълни с неон, даващи червена светлина, се използват в пристанища, летища и т.н. Течният неон започва да се използва за получаване на ниски температури.

Химическият елемент неон е широко разпространен във Вселената, но на Земята се смята за доста рядък. Въпреки това, те са се научили да го получават без посещения в открития космос и сега се използват в промишлеността, за производството на радио и фотографско оборудване, както и за дълбоководно гмуркане. Какво е неон? Какви свойства и характеристики притежава? Ето за това ще говорим.

Какво е неон?

В периодичната таблица на Менделеев този елемент се намира в осма група под номер десет. Означава се със символа Ne. Като просто вещество, това е моноатомен газ, който е без мирис, цвят и вкус.

Съществува под формата на три изотопа 20 Ne, 21 Ne и 22 Ne, които са стабилни в природата. Най-често срещаният нуклид е 20 Ne. В атмосферата на нашата планета изобилието му е почти 90%, докато за изотопа 22 Ne е 9,25%, а за изотопа 21 Ne е само 0,27%. Последните два изотопа се образуват главно поради космическа радиация, която засяга ядрата на натрий, силиций, алуминий и други елементи. Ето защо на Земята те най-често присъстват във въздуха, а не във водата или земната кора. Източникът на образуване на Neon-20 на нашата планета все още не е известен. В допълнение към тези изотопи е известно, че са изолирани около 16 нестабилни нуклида с период на разпадане от 9 зептосекунди до 3,38 минути.

История на откритието

Какво е неон става известно едва в края на 19 век. Преди това науката е открила само два инертни газа - аргон и хелий, заемащи първия и третия период на периодичната таблица. В същото време мястото на втория период остава празно, така че изследователите допускат съществуването в природата на поне още едно подобно вещество. През 1997 г. шотландският химик Рамзи дори му посвети доклад, наречен „Неоткрит газ“. И на следващата година той имаше късмета да открие липсващия елемент.

За да го намери, ученият анализира хелий и арагон, изучава състава на минералите, но успехът идва, когато се обръща към въздуха. Той втечни и бавно изпари газовата смес, след което я прекара на фракции през специална разрядна тръба с електрически ток. Предполага се, че неоткритото вещество има свойства, близки до хелий, така че Рамзи се надява да го намери в най-леката фракция, която ще се изпари първа.

Така и стана. Взаимодействайки с електроните в тръбата, първата част от въздуха започна да свети и до спектъра на хелий и аргон ученият видя други линии. Те станаха потвърждение за съществуването на неизвестен досега газ. Рамзи дава гръцкото име "неон" на открития елемент, което означава "нов".

Имоти

Какво представлява неонът се преценява най-добре въз основа на неговите физични и химични свойства. Този газ е един от най-леките. Плътността му е 0,0089999 g/cm³. Кипи при температура −246,05 °C и се топи при −248,6 °C.

Неонът практически не реагира с други вещества. Трудно се отказва или получава електрони, така че е класифициран като благороден газ. По отношение на инертността само хелият може да се сравни с него. Досега не е било възможно да се получи нито едно валентно съединение. Той е слабо разтворим във вода, но се адсорбира добре от активен въглен.

Подобно на други благородни газове, той има добра електропроводимост. Ако прекарате през него ток с високо напрежение, той ще започне да свети. В спектъра на газа има около 900 линии с различни цветове, но най-ярките от тях са червените и оранжевите. Това свойство на неона намери широко приложение в областта на външната реклама. Дванадесет години след откриването му по улиците започват да се появяват червени светещи табели с имената на магазини и кафенета. Първият патент за тях е издаден от Claude Neon Lights Inc.

Разпространение в природата

Неонът или Ne може да се нарече извънземен газ, защото има много повече от него в космоса и на други астрономически обекти, отколкото на нашата планета. Особено много го има в атмосферата на Уран, Нептун, Сатурн, Юпитер, в мъглявини и много горещи звезди. Освен това се намира в метеорити и други космически тела.

В цялата Вселена газът е на пето място по изобилие след водород, хелий, кислород и въглерод. Тегловното му съдържание е приблизително 0,13% от теглото.

На Земята се смята за рядък елемент. Съдържа се в земната кора около 7·10−9%, приблизително 2·10−8% в океанските води и солените резервоари. Най-високата концентрация на този химичен елемент се наблюдава в атмосферата на планетата, където съдържанието му е 1,82·10−3% от обема.

Как го получаваш?

Поради слабото разпространение на неона в скалите и водата, основният му източник е атмосферният въздух. От него се получава газ чрез силно охлаждане. При температурата на течния азот неонът кристализира и лесно се отделя от хелия, който остава в газообразно състояние.

Получава се и като страничен продукт при извличането на азот и кислород от въздуха. В този случай за отделяне на газа се използва адсорбция с активен въглен. За определяне на неон обикновено се използва спектрално лъчение или хроматографски анализ.

Области на използване

Химическият елемент неон все още се използва в табели и рекламни банери, а също така се смесва с други вещества за получаване на различни цветове. Заедно с хелий се използва в производството на лазери и самостоятелно - за производството на фотографска техника.

Течният неон има по-добър топлинен капацитет от хелия и е много по-евтин. Заедно с водорода се използва като хладилен агент за различни хладилни агрегати. Криогенни камери, базирани на тези газове, са необходими в медицината за замразяване на живи тъкани. Смес от неон и хелий се използва за облекчаване на състоянието на пациенти със затруднено дишане, за целта се разпределя в помещения, които са пълни с въздух без азот.

История на откритията:

През 1897 г. У. Рамзи, използвайки „метода на нашия учител Менделеев“, прогнозира съществуването на прост газ с константи, междинни между He и Ar. Година по-късно W. Ramsay и M. Travers, изследвайки спектрите на фракции от бавно изпаряващ се течен въздух, в спектъра на най-леката и най-нискокипяща фракция, заедно с известните линии на азот, хелий и аргон, откриха червено и оранжеви линии, принадлежащи към новия елемент.
Името идва от гръцкото „неос” – нов. Има легенда, според която името на новия елемент е дадено от дванадесетгодишния син на Рамзи: когато видя необичайното яркочервено лъчение, излъчвано от веществото в тръба за спектрален анализ, той възкликна: „Ново!“

Намиране в природата и получаване на:

Неонът е петият най-разпространен елемент във Вселената; в атмосферата на Слънцето и много други звезди неонът е на трето място след водорода и хелия. Естественият неон се състои от три стабилни нуклида: 20 Ne (90,92% по обем), 21 Ne (0,257%) и 22 Ne (8,82%).
Съдържанието на неон в атмосферния въздух е 1,82 * 10 -3% от обема (общи резерви 7,8 * 10 14 m 3). 1 m 3 въздух съдържа около 18,2 cm 3 неон. Земната кора съдържа 7·10 -9% неон, морската вода - 2·10 -8%.
Неонът се произвежда като страничен продукт от широкомащабното разделяне на течния въздух на кислород и азот. Получената "неоново-хелиева" смес се разделя по няколко начина чрез адсорбция, кондензация и нискотемпературна ректификация. Методът на адсорбция се основава на способността на неона, за разлика от хелия, да се адсорбира от активен въглен, охладен с течен азот.

Физични свойства:

Безцветен газ. Точката на кипене на неона (при нормално налягане) е -245,9°C, точката на топене е -248,6°C. Плътността при нормални условия е 1,444 kg/m3. Около 10 ml неон се разтварят в 100 ml вода при 20°C. Няма алотропия. Когато ток преминава през газоразрядна тръба, пълна с неон, неонът свети ярко с огненочервена светлина, тъй като най-ярките линии от неговия спектър се намират в червената част.

Химични свойства:

Химическата инертност на неона е изключителна; само хелият може да се конкурира с него. Досега не е получено нито едно валентно съединение. Дори така наречените клатратни съединения на неон с вода (Ne 6H 2 O), хидрохинон и други вещества са много трудни за получаване и консервиране.
Но с помощта на методите на оптичната спектроскопия и масспектрометрията е установено съществуването на йони Ne + , (NeAr) + , (NeH) + и (HeNe) + . Известни са така наречените ексимерни молекули Ne 2 и NeF, съдържащи неон. По време на прехода на тези молекули от метастабилно състояние в несвързано състояние се генерира лазерно лъчение.

Най-важните връзки:

Неонов клатрат, Ne 6H 2 O- комутационна връзка

Приложение:

Течният неон се използва като охладител в криогенни инсталации. Преди това неонът се използваше в индустрията като инертна среда, но беше заменен от по-евтин аргон. Като работна среда в газовите лазери се използва смес от неон и хелий.

Неонът се използва за пълнене на газоразрядни тръби и индикаторни лампи. Тръбите, пълни със смес от неон и азот (наречени неонови тръби, съдържащи около 10% неон по обем), излъчват червена светлина, когато през тях премине електрически разряд и се използват широко в рекламата. Неоновите лампи се използват за сигнализиране на фарове и летища, тъй като червеният им цвят е много слабо разпръснат от мъгла и мъгла. „Неон“ често се отнася до тръби, които излъчват различен цвят, където в действителност се използва сиянието на фосфор или други инертни газове.

Неонът като част от смес от неон-хелий-кислород се използва за дишане от океанавти, водолази и хора, работещи при високо налягане, за да се избегне газова емболия и азотна наркоза. Предимството на неона пред хелия е, че сместа охлажда тялото по-малко, тъй като топлопроводимостта на неона е по-малка от тази на хелия. Лекият неоново-хелиев въздух също облекчава състоянието на пациенти, страдащи от дихателни нарушения.

Митриковская Л.
Тюменски държавен университет, 501 група, 2013 г

Прочетете също:
Източници: Неон (химически елемент)/Голяма енциклопедия на Кирил и Методий URL: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=655520 (дата на достъп: 01.07.2013 г.).
Неон (елемент) // Уикипедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Neon (дата на достъп: 01.07.2013 г.).