O néon é um gás inerte. Néon - o que é isso? Onde o néon é usado?

DEFINIÇÃO

Néon- décimo elemento da tabela periódica. Designação - Ne do latim "neon". Localizado no segundo período, grupo VIIIA. Pertence ao grupo dos gases inertes (nobres). A carga nuclear é 10.

O néon é um gás incolor e difícil de liquefazer. O conteúdo de néon no ar é de 0,0015% (vol.). É praticamente insolúvel em água e pouco solúvel em etanol. Forma um clatrato de composição 8Ne×46H 2 O. Quimicamente inerte, não reage com todas as outras substâncias (simples e complexas).

Massa atômica e molecular do néon

Peso molecular relativo M ré a massa molar de uma molécula dividida por 1/12 da massa molar de um átomo de carbono-12 (12 C). Esta é uma quantidade adimensional.

Massa atômica relativa A ré a massa molar de um átomo de uma substância dividida por 1/12 da massa molar de um átomo de carbono-12 (12 C).

Como no estado livre o néon existe na forma de moléculas monoatômicas de Ne, os valores de suas massas atômicas e moleculares coincidem. Eles são iguais a 20,1797.

Isótopos de néon

O néon pode ser encontrado na forma de três isótopos 20 Ne (90,48%), 21 Ne (0,27%) e 22 Ne (9,25%). Seus números de massa são 20, 21 e 22, respectivamente. O núcleo de um átomo do isótopo de néon 20 Ne contém dez prótons e dez nêutrons, e os isótopos 21 Ne e 22 Ne contêm o mesmo número de prótons, onze e doze nêutrons, respectivamente.

Existem também dezesseis isótopos instáveis ​​de néon.

Íons néon

Assim como o hélio, com forte excitação dos átomos, o néon forma íons moleculares do tipo Ne 2 +:

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

Molécula e átomo de néon

No estado livre, o néon existe na forma de moléculas monoatômicas de Ne.

Exemplos de resolução de problemas

EXEMPLO 1

Entre todos os elementos da tabela periódica de produtos químicos, um grupo como os gases inertes possui propriedades interessantes. Estes incluem argônio, néon, hélio e algumas outras substâncias. O que é neon e onde no mundo moderno esse gás é amplamente utilizado?

História da descoberta do néon

A tabela periódica não foi preenchida imediatamente com todos os elementos químicos, portanto houve lacunas em alguns grupos e períodos. Assim, os químicos previram a descoberta de novas substâncias, como aconteceu com o néon. O primeiro cientista a pensar na existência do néon foi o químico Ramsay Rayleigh. Naquela época, foram descobertos os dois gases inertes mais próximos: argônio e hélio, mas a célula intermediária da tabela estava vazia. O cientista presumiu que o novo elemento teria massa atômica de 20 e densidade de hidrogênio de 10, porém, não se sabia o que era o néon na natureza.

Como Ramsay conseguiu isolar o néon e provar sua existência? Seu experimento usou um normal, que primeiro foi liquefeito e depois evaporou lentamente. As frações gasosas assim obtidas foram estudadas em um tubo de descarga, o que possibilitou a visualização das linhas espectrais das substâncias. Nessa linha, eles encontraram um novo elemento.

No universo, o sexto elemento mais comum é o néon. O significado da palavra do grego é traduzido como “novo”. Inicialmente, o filho de Ramsay, Willie, sugeriu chamar o novo elemento de novum, que também significava “novo”, mas seu pai decidiu mudar ligeiramente a palavra para neon, que, em sua opinião, soava melhor.

Propriedades do néon

Este gás inerte está localizado na tabela periódica entre o argônio e o hélio, o que lhe confere propriedades intermediárias dessas substâncias. O néon tem dois níveis de energia, com 2 e 8 elétrons. Esta característica afeta diretamente a reatividade do gás, pois não forma compostos com outros elementos.

O que é o néon do ponto de vista químico? É um gás leve que se liquefaz a uma temperatura de -245,98 °C e o ponto de ebulição é de 2,6 °C. A solubilidade do gás na água é muito baixa, mas a adsorção do néon no carvão ativado permite separar o gás puro de suas impurezas.

O que é neon do ponto de vista da física? É um gás que, sob a influência da corrente, se divide em espectros vermelho brilhante e laranja. A luz neon que emite é muito estável e brilhante. A física desse fenômeno envolve elétrons atingindo átomos de néon, fazendo com que liberem fótons de luz.

Onde está o néon

No universo, o néon é o sexto elemento mais abundante depois do hélio, do hidrogênio e de vários outros elementos. Este gás inerte ocupa volumes relativamente grandes de estrelas e planetas vermelhos. Ao estudar Plutão, foi sugerido que sua atmosfera consistia inteiramente de néon, e nas camadas inferiores esse gás é liquefeito devido às temperaturas criticamente baixas deste planeta.

Quanto à Terra, o néon é encontrado principalmente na atmosfera (0,00182%) e muito pouco na crosta terrestre. Acredita-se que a incapacidade dos gases nobres de se ligarem a outros elementos e formar minerais foi a principal razão pela qual essas substâncias permaneceram em pequenas quantidades na Terra.

Uso de néon

Hoje em dia, a demanda por neon na produção tem aumentado muito, o que significa sua constante escassez. Isso se deve ao fato de que a liberação do gás inerte puro demora bastante e seu conteúdo no ar é muito baixo.

O néon é usado na indústria como refrigerante em tecnologia criogênica. O combustível do foguete é armazenado em temperaturas de néon líquido, os tecidos animais e vegetais e os produtos químicos são congelados. Nos cristais de néon, são criadas condições ideais para a ocorrência de reações muito complexas que não toleram calor (síntese de H2O2, fluoretos de oxigênio, etc.).

Algumas lâmpadas e luminárias também usam néon. A importância deste gás como fonte de luz é muito grande, pois seu brilho é visível a longas distâncias. usado para instalação em faróis, pistas de aeródromos, torres altas. Alguns anúncios de texto são iluminados com lâmpadas de néon.

Nessas lâmpadas, o neon não está em sua forma pura. É sempre misturado nas proporções certas com argônio, o que confere à luz uma cor laranja. No entanto, isso não prejudica de forma alguma as propriedades de boa visibilidade, porque Essas lâmpadas são visíveis em quaisquer condições climáticas adversas e em longas distâncias.

Néon(lat. Neonum), Ne, elemento químico do grupo VIII do sistema periódico de Mendeleev, pertence aos gases inertes, número atômico 10, massa atômica 20,179. Na Terra está presente principalmente na atmosfera, cujo conteúdo de Néon é estimado em 7,1·10 11 toneladas.Existem cerca de 16 cm 3 de Néon em 1 m 3 de ar. O Néon Atmosférico consiste em uma mistura de três isótopos estáveis: 20 Ne, 21 Ne e 22 Ne; Predomina 20 Ne (90,92%). O néon foi descoberto em 1898 pelos cientistas ingleses W. Ramsay e M. Travers enquanto estudavam a fração altamente volátil do ar líquido; O nome vem do grego neos – novo.

Em condições normais, o Neon é um gás incolor e inodoro. A 0°C e 760 mmHg. Arte. (101 kn/m2) densidade de Neon 0,900 g/l, ponto de fusão -248,6 °C, ponto de ebulição (a 101 kn/m2) -245,9 °C, solubilidade em água 10,4 ml/l; a estrutura cristalina do Neon sólido é cúbica; o parâmetro da célula unitária a é 4,52 Å a -253 °C. A molécula de néon é monoatômica. A camada eletrônica externa do átomo de néon contém 8 elétrons e é muito estável; Os compostos químicos de néon ainda não foram sintetizados.

O néon é obtido pela separação do ar. A utilização do Neon está principalmente associada à indústria elétrica. Lâmpadas cheias de Neon, com brilho vermelho, são utilizadas em portos, aeródromos, etc. O Neon Líquido está começando a ser utilizado para obter baixas temperaturas.

O elemento químico néon é muito difundido no Universo, mas na Terra é considerado bastante raro. Porém, aprenderam a obtê-lo sem visitas ao espaço sideral, e agora é utilizado na indústria, na fabricação de equipamentos de rádio e fotográficos, bem como no mergulho em alto mar. O que é néon? Quais propriedades e recursos ele possui? É sobre isso que falaremos.

O que é néon?

Na Tabela Periódica de Mendeleev, esse elemento está localizado no oitavo grupo, no número dez. É denotado pelo símbolo Ne. Por ser uma substância simples, é um gás monoatômico inodoro, incolor e insípido.

Existe na forma de três isótopos 20 Ne, 21 Ne e 22 Ne, que são estáveis ​​​​na natureza. O nuclídeo mais comum é o 20 Ne. Na atmosfera do nosso planeta, sua abundância é de quase 90%, enquanto para o isótopo 22 Ne é de 9,25% e para o isótopo 21 Ne é de apenas 0,27%. Os dois últimos isótopos são formados principalmente devido à radiação cósmica, que afeta os núcleos de sódio, silício, alumínio e outros elementos. É por isso que na Terra eles estão mais frequentemente presentes no ar, e não na água ou na crosta terrestre. A fonte de formação do Neon-20 em nosso planeta ainda é desconhecida. Além desses isótopos, sabe-se que cerca de 16 nuclídeos instáveis ​​​​são isolados com um período de decaimento de 9 zeptosegundos a 3,38 minutos.

História da descoberta

O que é néon só se tornou conhecido no final do século XIX. Antes disso, a ciência havia descoberto apenas dois gases inertes – o argônio e o hélio, ocupando o primeiro e o terceiro períodos da tabela periódica. Ao mesmo tempo, o local do segundo período permaneceu vazio, de modo que os pesquisadores presumiram a existência na natureza de pelo menos mais uma substância semelhante. Em 1997, o químico escocês Ramsay até dedicou a ele um relatório chamado “Gás não descoberto”. E no ano seguinte ele teve a sorte de descobrir o elemento que faltava.

Para encontrá-lo, o cientista analisou hélio e aragão, estudou a composição dos minerais, mas o sucesso veio quando se voltou para o ar. Ele liquefez e evaporou lentamente a mistura de gás, e então a passou fracionadamente por um tubo de descarga especial com corrente elétrica. A substância não descoberta deveria ter propriedades próximas às do hélio, então Ramsay esperava encontrá-la na fração mais leve, que evaporaria primeiro.

E assim aconteceu. Interagindo com os elétrons no tubo, a primeira fração do ar começou a brilhar e, próximo ao espectro do hélio e do argônio, o cientista viu outras linhas. Eles se tornaram a confirmação da existência de um gás até então desconhecido. Ramsay deu o nome grego “neon” ao elemento descoberto, que significa “novo”.

Propriedades

O que é o néon é melhor avaliado com base em suas propriedades físicas e químicas. Este gás é um dos mais leves. Sua densidade é 0,0089999 g/cm³. Ele ferve a uma temperatura de -246,05 °C e derrete a -248,6 °C.

O néon praticamente não reage com outras substâncias. É difícil ceder ou ganhar elétrons, por isso é classificado como gás nobre. Em termos de inércia, apenas o hélio pode ser comparado a ele. Até agora, não foi possível obter um único composto de valência. É ligeiramente solúvel em água, mas é bem adsorvido pelo carvão ativado.

Como outros gases nobres, possui boa condutividade elétrica. Se você passar uma corrente de alta tensão por ele, ele começará a brilhar. Existem cerca de 900 linhas de cores diferentes no espectro do gás, mas as mais brilhantes delas são o vermelho e o laranja. Esta propriedade do néon encontrou ampla aplicação no campo da publicidade exterior. Doze anos após a sua inauguração, começaram a aparecer nas ruas letreiros luminosos vermelhos com nomes de lojas e cafés. A primeira patente para eles foi emitida por Claude Neon Lights Inc.

Distribuição na natureza

O néon, ou Ne, pode ser chamado de gás extraterrestre, porque há muito mais dele no espaço sideral e em outros objetos astronômicos do que em nosso planeta. Há especialmente muito na atmosfera de Urano, Netuno, Saturno, Júpiter, em nebulosas e estrelas muito quentes. Além disso, é encontrado em meteoritos e outros corpos cósmicos.

Em todo o Universo, o gás ocupa o quinto lugar em abundância, atrás do hidrogênio, hélio, oxigênio e carbono. Seu conteúdo em peso é de aproximadamente 0,13% em peso.

Na Terra é considerado um elemento raro. Está contido na crosta terrestre em cerca de 7,10-9%, aproximadamente 2,10-8% nas águas oceânicas e reservatórios salgados. A maior concentração deste elemento químico é observada na atmosfera do planeta, onde seu conteúdo é de 1,82·10−3% em volume.

Como você conseguiu isso?

Devido à baixa prevalência do néon nas rochas e na água, sua principal fonte é o ar atmosférico. O gás é obtido por meio de forte resfriamento. À temperatura do nitrogênio líquido, o néon cristaliza e é facilmente separado do hélio, que permanece no estado gasoso.

Também é obtido como subproduto durante a extração de nitrogênio e oxigênio do ar. Neste caso, a adsorção de carvão ativado é utilizada para separar o gás. Para determinar o néon, geralmente é usada radiação espectral ou análise cromatográfica.

Áreas de uso

O elemento químico néon ainda é utilizado em letreiros e banners publicitários, além de ser misturado a outras substâncias para produzir diversas cores. Juntamente com o hélio, é utilizado na fabricação de lasers e de forma independente - na produção de equipamentos fotográficos.

O néon líquido tem melhor capacidade térmica que o hélio e é muito mais barato. Juntamente com o hidrogênio, é utilizado como refrigerante em diversas unidades de refrigeração. Câmaras criogênicas baseadas nesses gases são necessárias na medicina para congelar tecidos vivos. Uma mistura de néon e hélio é utilizada para aliviar o quadro de pacientes com dificuldade respiratória, para isso é distribuída em salas preenchidas com ar isento de nitrogênio.

História de descoberta:

Em 1897, W. Ramsay, usando “o método do nosso professor Mendeleev”, previu a existência de um gás simples com constantes intermediárias entre He e Ar. Um ano depois, W. Ramsay e M. Travers, examinando os espectros de frações de ar líquido de evaporação lenta, no espectro da fração mais leve e de menor ponto de ebulição, junto com as linhas conhecidas de nitrogênio, hélio e argônio, descobriram vermelho e linhas laranja pertencentes ao novo elemento.
O nome vem do grego “neos” – novo. Há uma lenda segundo a qual o nome do novo elemento foi dado pelo filho de 12 anos de Ramsay: ao ver a incomum radiação vermelha brilhante emitida pela substância em um tubo de análise espectral, ele exclamou: “Novo!”

Encontrar na natureza e obter:

O néon é o quinto elemento mais abundante no Universo; na atmosfera do Sol e de muitas outras estrelas, o néon ocupa o terceiro lugar, depois do hidrogênio e do hélio. O néon natural consiste em três nuclídeos estáveis: 20 Ne (90,92% em volume), 21 Ne (0,257%) e 22 Ne (8,82%).
O conteúdo de néon no ar atmosférico é de 1,82 * 10 -3% em volume (reservas totais 7,8 * 10 14 m 3). 1 m 3 de ar contém cerca de 18,2 cm 3 de néon. A crosta terrestre contém 7,10 -9% de néon, água do mar - 2,10 -8%.
O néon é produzido como subproduto da separação em larga escala do ar líquido em oxigênio e nitrogênio. A mistura resultante de “néon-hélio” é separada de várias maneiras por meio de adsorção, condensação e retificação em baixa temperatura. O método de adsorção é baseado na capacidade do néon, ao contrário do hélio, de ser adsorvido por carvão ativado resfriado com nitrogênio líquido.

Propriedades físicas:

Gás incolor. O ponto de ebulição do néon (à pressão normal) é -245,9°C, o ponto de fusão é -248,6°C. A densidade em condições normais é de 1,444 kg/m3. Cerca de 10 ml de néon dissolvem-se em 100 ml de água a 20°C. Não tem alotropia. Quando a corrente passa por um tubo de descarga de gás cheio de néon, o néon brilha intensamente com uma luz vermelha ardente, já que as linhas mais brilhantes de seu espectro ficam na parte vermelha.

Propriedades quimicas:

A inércia química do néon é excepcional; apenas o hélio pode competir com ele. Até agora, nenhum composto de valência foi obtido. Mesmo os chamados compostos clatratos de néon com água (Ne·6H 2 O), hidroquinona e outras substâncias são muito difíceis de obter e preservar.
Porém, utilizando os métodos de espectroscopia óptica e espectrometria de massa, foi estabelecida a existência dos íons Ne + , (NeAr) + , (NeH) + e (HeNe) +. As chamadas moléculas excimer Ne 2 e NeF contendo néon são conhecidas. Durante as transições dessas moléculas de um estado metaestável para um estado não ligado, a radiação laser é gerada.

As conexões mais importantes:

Clatrato de néon, Ne 6H 2 O- comutação de conexão

Aplicativo:

O néon líquido é usado como refrigerante em instalações criogênicas. Anteriormente, o néon era usado na indústria como meio inerte, mas foi substituído por argônio, mais barato. Uma mistura de néon e hélio é usada como meio de trabalho em lasers de gás.

O néon é usado para encher tubos de descarga de gás e lâmpadas indicadoras. Tubos preenchidos com uma mistura de néon e nitrogênio (chamados tubos de néon, contendo cerca de 10% de néon por volume) emitem um brilho vermelho quando uma descarga elétrica passa por eles e são amplamente utilizados em publicidade. As lâmpadas de néon são utilizadas para sinalização em faróis e aeródromos, pois sua cor vermelha é muito pouco dispersa pela neblina e neblina. “Néon” geralmente se refere a tubos que emitem uma cor diferente, onde na realidade é usado o brilho de fósforos ou outros gases inertes.

O néon, como parte de uma mistura de néon-hélio-oxigênio, é usado para respirar por oceanautas, mergulhadores e pessoas que trabalham em altas pressões para evitar embolia gasosa e narcose por nitrogênio. A vantagem do néon sobre o hélio é que a mistura esfria menos o corpo, já que a condutividade térmica do néon é menor que a do hélio. O ar leve de néon-hélio também alivia a condição de pacientes que sofrem de distúrbios respiratórios.

Mitrikovskaia L.
Universidade Estadual de Tyumen, grupo 501, 2013

Leia também:
Fontes: Néon (elemento químico)/Grande Enciclopédia de Cirilo e Metódio URL: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=655520 (data de acesso: 01/07/2013).
Néon (elemento) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Neon (data de acesso: 01/07/2013).