Неон

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
10 флуорнеоннатрий
He

Ne

Ar
Външен вид
Безцветен газ, излъчващ оранжево-червена светлина при поставяне в силно електрическо поле Безцветен газ, излъчващ оранжево-червена светлина при поставяне в силно електрическо поле
Общи данни
Име, символ, № неон, Ne, 10
Химическа серия Благороден газ
Група, период, блок 18, 2, p
Свойства на атома
Атомна маса 20,1797 u
Ковалентен радиус 58 pm
Радиус на ван дер Ваалс 154 pm
Електронна конфигурация 1s2 2s2 2p6
e- на енергийно ниво 2, 8
Оксидационни с-ния (оксид) -
Кристална структура Кубична стенноцентрирана
Физични свойства
Агрегатно състояние Газ
Плътност 0,9002 kg/m³
Температура на топене 24,56 K (-248,59 °C)
Температура на кипене 27,07 K (-246,08 °C)
Специф. топлина на топене 0,335 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 1,71 kJ/mol
Скорост на звука 435 m/s при 273,15 K
Други
Топлопроводимост 0,0491 W/(m·K)
Йонизационен потенциал 2080,7 kJ/mol

Неонът (от гръцки: νέον, „нов“) е химичен елемент с атомен номер 10 и атомно тегло 20,1797 u, означаван със символа Ne. Макар и често срещан във Вселената, той е сравнително рядък на Земята. При стандартни температура и налягане представлява инертен газ без цвят и мирис. При преминаване на електрически ток през тръба, пълна с неон, свети с червеникавооранжева светлина.[1][2] Произвежда се чрез извличане от въздуха, където присъства в много ниска концентрация.

История[редактиране | edit source]

В долния десен ъгъл на фотографската плака от експеримента на Томсън се виждат обособените следи на двата най-разпространени изотопа на неона - неон-20 и неон-22

Неонът е открит през 1898 година от шотландеца Уилям Рамзи и англичанина Морис Травърс.[3] Това става, когато Рамзи охлажда проба от въздух до нейното втечняване, след което нагрява течността и улавя отделните газове при тяхното изпаряване. Така освен азот, кислород и аргон той изолира неизвестните до този момент инертни газове криптон, ксенон и неон.[4] Името му на гръцки: νέον (neon) означава "нов". Характерният блестящо червен цвят, излъчван от газообразния неон при прилагането на електрично поле, е забелязан още при самото му откриване. По-късно Травърс пише: „Блясъкът на пурпурна светлина от тръбата беше красноречив и представляваше незабравима гледка“.[5]

Малките количества на неона във въздуха са пречка за бързото му прилагане за изработка на осветителни тела, подобно на лампите, напълнени с азот и получили разпространение в първите години на 20 век. След 1902 г- французинът Жорж Клод и неговата компания Ер Ликид започва да произвежда промишлено неон като страничен продукт на основната си дейност по втечняване на въздух, а през декември 1910 г. Клод демонстрира и първата съвременна неонова лампа, използваща запоена тръба, пълна с неон. През 1912 г. сътрудник на Клод започва да продава неонови разрядни тръби, предназначени за рекламно осветление. С яркия си червен цвят те бързо печелят популярност, изпъквайки пред другите форми на светлинна реклама, съществуващи по това време.[6]

Неонът допринася за ранните изследвания на природата на атомите. През 1913 г. Джоузеф Джон Томсън, изучавайки състава на анодните лъчи (оказали се впоследствие снопове от йони), насочва потоци от неонови йони през магнитно и електрическо поле и измерва тяхното отклонение, поставяйки на пътя им фотографска плака. Той наблюдава две отделни следи светлина, които съответстват на две различни криви на отклоняване и стига до заключението, че някои от атомите на неоновия газ имат по-голяма маса от останалите. Макар че тогава Томсън не разбира напълно смисъла на наблюдението си, това е първото регистриране на изотопи на стабилни атоми в историята на науката.

Изотопи[редактиране | edit source]

Съществуват три стабилни изотопа на неона: неон-20 (20Ne) (разпространение 90,48 %), неон-21 (21Ne) (0,27 %) и неон-22 (22Ne) (9,25 %)[7]. Повсеместно преобладава лекият изотоп 20Ne.

В много минерали, проявяващи алфа радиоактивност относителното съдържание на тежките изотопи 21Ne и 22Ne е десетки и стотици пъти по-голямо от съдържанието им във въздуха. Това се дължи на факта, че основни механизми за образуване на тези изотопи са ядрени реакции, протичащи при бомбардиране на ядрата на алуминия, натрия, магнезия и силиция с продукти от разпада на тежки елементи. Освен това подобни реакции протичат в земната кора и земната атмосфера под въздействието на космическите лъчи.

Наблюдават се и редица ядрени реакции с неголяма продуктивност[8], при които се образуват 21Ne и 22Ne — това е захватът на алфа-частици от ядра на тежък кислород 18О и флуор 19F:

\mathrm{{}^{18}_{8}O} + \mathrm{{}^{4}_{2}He} \rightarrow \mathrm{{}^{21}_{10}Ne} + \mathrm{{}^{1}_{0}n}

\mathrm{{}^{19}_{9}F} + \mathrm{{}^{4}_{2}He} \rightarrow \mathrm{{}^{22}_{10}Ne} + \mathrm{{}^{1}_{1}H}

Източникът на лекия нуклид 20Ne, преобладаващ на Земята, засега не е установен.

Счита се, че в космическото пространство неонът също е преобладаващо представен от лекия нуклид 20Ne. В метеоритите се среща доста 21Ne и 22Ne, но се предполага, че те се образуват в самите метеорити под въздействието на космическите лъчи по време на пътешествието им из Вселената.

Освен трите стабилни изотопа на неона, съществуват и още шестнадесет нестабилни.

Свойства[редактиране | edit source]

Неонова разрядна тръба

Неонът е на второ място от благородните газове по атомна маса. Поставен в газоразрядна тръба, той дава плазма с червено-оранжев цвят. Според последните изследвания неонът е най-слабо реактивният от благородните газове и следователно — най-слабо реактивният химичен елемент.[9] Освен това той има най-тесният диапазон на втечняване от всички химични елементи: от 24.55 K до 27.05 K (−248.45 °C до −245.95 °C, или −415.21 °F до −410.71 °F). Притежава 40 пъти по-голям капацитет за охлаждане от течния хелий и три пъти по-голям от течния водород (за единица обем).[10] В повечето приложения това е най-евтиният хладилен агент.[11]

Спектър на неона, като линиите в ултравиолетовата (ляво) и инфрачервената (дясно) области на спектъра са отбелязани с бяло

Газовият разряд в неон образува плазма с най-интензивно светене от всички благородни газове при нормално напрежение и ток. Човешкото око възприема цвета и като червено-оранжев поради множеството спектрални линии в тази област, но емисионният спектър на неона съдържа и ярка зелена атомна спектрална линия, която се вижда само със спектроскоп.[12]

Наличие в природата[редактиране | edit source]

Приложение[редактиране | edit source]

Използва се за луминесцентни лампи. Най-популярното му приложение е за изработване на неонови реклами. Стъклени тръби с различен диаметър се огъват по шаблон поставят се електроди изпомпва се въздуха от вътре загрява се тръбата посредством високо напрежение 20 000 волта и след охлаждане се вкарва газ неон. Ако се напълни тръбата със смес от неон и аргон е необходимо да се добави живак и тогава тръбата свети в бледо синьо. Увеличаване на силата на светене става с помощта на луминофор. Боядисаната отвътре с цветен луминофор тръба дава възможност на тръбата да свети в различен цвят.

Участва в работната смес на хелий-неоновия лазер.

Източници[редактиране | edit source]

  1. Coyle, Harold P. Project STAR: The Universe in Your Hands. Kendall Hunt, 2001. ISBN 9780787267636. с. 464.
  2. ((en)) Kohmoto, Kohtaro. Phosphors for lamps. // Phosphor Handbook. CRC Press, 1999. ISBN 9780849375606. с. 940.
  3. ((en)) Ramsay, William и др. On the Companions of Argon. // Proceedings of the Royal Society of London 63. 1898. DOI:10.1098/rspl.1898.0057. с. 437–440.
  4. ((en))  Neon: History. // Softciências. Посетен на 27 февруари 2007.
  5. ((en)) Weeks, Mary Elvira. Discovery of the Elements: Third Edition (reprint). Kessinger Publishing, 2003. с. 287.
  6. ((en)) Mangum, Aja. Neon: A Brief History. // New York Magazine, December 8, 2007.
  7. ((en))  Isotopes of neon. // www.webelements.com. Посетен на 2009-07-8.
  8. Финкельштейн Д.Н. „Инертные газы“ Москва, Наука 1979, стр. 83 [1]
  9. Lewars, Errol G.. Modelling Marvels. Springer, 2008-11-17. ISBN 1402069723. с. 70–71.
  10. Hammond, C.R. (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. p. 19. ISBN 0849304814. [2].
  11. NASSMC: News Bulletin. // December 30, 2005. Посетен на March 5, 2007.
  12. Plasma. // Посетен на March 5, 2007.

Вижте още[редактиране | edit source]