Неон — это химический элемент, который относится к группе благородных газов. Он был открыт в 1898 году английскими химиками Уильямом Рамзаем и Морисом Траверсом.
Он является одним из самых инертных элементов, то есть очень неохотно вступает в химические реакции.
При пропускании электрического разряда через неон он светится красно-оранжевым цветом.
Получают из воздуха методом сжижения и разделения газов.
(Neon; от греч. neon — новый), Ne — химический элемент 18-й группы (устаревшая классификация: элемент главной подгруппы восьмой группы, VIIIA) периодической системы элемент VIII группы периодической системы элементов.
Атомный номер 10, атомная масса 20,179. Инертный газ.
Открыли неон (1898) англ. ученые У. Рамзай и М. Траверс при исследовании наиболее летучей фракции жидкого воздуха.
Содержится главным образом в атмосфере (1,8 X 10-3об.%).
Основные термодинамические параметры.— критическая точка:
Норм, т-ра кипения 27,07 К (760 мм рт. ст.); т-ра плавления 24,48 К; скрытая теплота плавления 80,1 кал/моль] теплота испарения (в точке кипения) 414,0 кал/моль] теплота сублимации (т-ра 0 К) 448 кал/моль.
Газообразный неон без цвета и запаха, состоит из одноатомных молекул.
При т-ре 0° С и давлении 760 мм рт. ст. его плотность 0,89994 г/см3, коэфф. теплопроводности 11,17 • 10-5 кал/см X сек • град].
Теплоемкость (т-ра 25° С, давление 760 мм рт. ст.) 4,9680 кал/моль • град; вязкость 313,81 мкпз (давление 760 мм рт. ст., т-ра 20° С).
Растворимость в воде: 14,0 см 31л (т-ра 0° С) и 10,5 см3/л (т-ра 20° С).
В жидком состоянии плотность 1,207 г/см3 (вблизи тройной точки); теплоемкость с — 8,64 кал/моль — град (т-ра 25,7 К); коэфф. теплопроводности (норм. давление) 31 • 10-5 кал/см . сек X град.
Количество газа, образующегося при испарении 1 л жидкости,— 1341,1 л.
У твердого неона гранецентрированная кубическая решетка с периодом а = 4,4620 А , (т-ра 10 К).
Теплофизические св-ва твердого исследовались гл. обр по кривой равновесия кристалл — пар.
В интервале т-р 24 — 2 К плотность изменяется от 1,4394 до 1,5073 г/см3, теплоемкость с в интервале т-р 24-1 К изменяется от 6,34 до 0,955 кал/моль • град, с — от 4,15 до 0,955 кал/моль-град , коэфф теплопроводности вблизи тройной точки 0,742 • 10-3 кал/см сек • град.
Коэфф. термического расширения в интервале т-р 23—3 К уменьшается от 51,54 до 0,18 • 10-4 град-1. Т-ра Дебая 74,6 К.
В хим. отношении инертен, однако известны соединения Н. с водой (например, Ne X 6Н2О). Макс, прочность на разрыв (130 гс/мм2) достигается при т-ре 10 К.
В промышленности неон получают при разделении воздуха охлаждением.
Неон применяют гл. образом для заполнения ламп накаливания, газосветных и сигнальных ламп.
Лампы, заполненные дают характерное красное свечение и используются в портах, на аэродромах и др. Перспективно применение жидкого неона в радиоэлектронике.
Атмосферный состоит из смеси стабильных изотопов 20Ne (90,9%), 21Ne (0,3%) и 23Ne(8,8%).
Получены пять радиоактивных изотопов, все они — короткоживущие, напр. у изотопов 17Ne и 24Ne периоды полураспада соответственно 0,1 сек и 3,4 мин.
Рассмотрение неона имеет скорее теоретическое, чем практическое значение, так как этот благородный или, как раньше говорили, инертный газ не вступает в обычные химические взаимодействия.
Подобно гелию и аргону (насколько можно судить по имеющимся сейчас данным) неон вряд ли способен реагировать вообще.
Все вакантные места в его электронной конфигурации заполнены:
Ne: 1s22s22p6
и внешний слой состоит из самого прочного сочетания — октета электронов.
Который делает стабильным не только атом неона, но и ионы изоэлектронные ему (т. ё. имеющие такое же количество электронов) О2-, F—, Na+, Mg2+.
Действительно, эти частицы, у которых имеется по десять электронов в таких же энергетических состояниях:
(1s22s22p6) высоко устойчивы при химических превращениях и именно в таком виде встречаются в природных соединениях.
Следовательно, можно считать их относительно нереакционноспособными.
Если же, приложив энергию, вывести эти ионы из такого состояния, то, при возможности они самопроизвольно снова возвращаются в состояние О2-, F— и т.д.
Отнять электрон у атома неона очень нелегко,так как потенциал ионизации составляет 21, 56 эВ.
При энергичном воздействии, в результате которого удаляется один электрон, кратковременно способен возникать молекулярный ион Ne2+.
Однако выигрыш энергии невелик, и такой ион быстро исчезает.
Практически легче возбудить электрон с затратой энергии 16,6 эВ, переведя его на s-орбиталь более высокого уровня.
Возбужденные электроны излучают энергию, соответствующую красной области видимой части спектра.
Атомы неона не могут образовывать обычные химические связи.
Между ними могут возникать лишь слабые взаимодействия типа ван-дер-ваальсовых сил.
Которые прямо пропорциональны поляризуемости и обратно пропорциональны потенциалам ионизации атомов.
Поэтому неон — газ, имеет одноатомные молекулы, низкие температуры плавления (—249° С) и кипения (—246° С).
Теплота парообразования, определяемая межатомными силами, невелика (1,84 кДж/моль) и силы межатомного притяжения легко преодолеваются.
Слабые межатомные силы обусловливают легкость перевода неона в газообразное состояние.
Низкие температуры плавления и кипения и небольшую (всего в 3°) разницу между точками плавления и испарения.
Высокая степень притяжения внешних электронов определяет большое значение энергий ионизации и невозможность получения положительных ионов.
Полная занятость валентных электронных уровней указывает на невозможность присоединения электронов.
А незанятые электронные уровни сильно отличаются по энергиям от основного состояния, и это свидетельствует о трудности изменения электронной структуры неона.
Инертность благородных газов, таким образом, обусловлена особенностью электронной конфигурации.
Неон в малых количествах 1,8Х XI О-3 об. % содержится в атмосфере, откуда его получают фракционной перегонкой жидкого воздуха.
С 1898 г., когда В. Рамзай и И. Траверс открыли неон, до сего времени не найдено области, где достаточно полно неон мог бы использоваться.
Однако он находит, например, применение в газоразрядных трубках.
Использование неона в световой рекламе и для создания определенного освещения основано на следующем.
Расстояние между электронными уровнями его атомов таково, что при возвращении на основной уровень возбужденные электроны неона излучают световую энергию, к которой более всего чувствителен человеческий глаз.
Красный свет неоновых ламп виден издалека и даже сквозь туман. Иногда трубки, наполненные неоном, используются в электротехнике в качестве выпрямителей тока.
Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В. Инертные газы. М.
Основное применение в высоковольтных индикаторах, грозоразрядниках, волномерных трубках и телевизионных трубках, а также в качестве выпрямителя тока.
Неоновые лазеры используются в различных областях, включая медицину и промышленность
Из за ионизации атомов газа, которые начинают светиться, возвращаясь в стабильное состояние.
Добывают как побочный продукт при сжижении и разделении воздуха на крупных промышленных установках.