neon Este un element chimic care este reprezentat de simbolul Ne. Este un gaz nobil al cărui nume în greacă înseamnă nou, o calitate pe care a reușit să o mențină timp de decenii nu numai datorită sclipirii descoperirii sale, ci și pentru că a împodobit orașele cu lumina sa pe măsură ce și-au dezvoltat modernizarea..
Cu toții am auzit vreodată de lumini de neon, care nu corespund de fapt decât cu roșu-portocaliu; dacă nu sunt amestecate cu alte gaze sau aditivi. Astăzi au un aer bizar în comparație cu sistemele de iluminat recente; cu toate acestea, neonul este mult mai mult decât o sursă de lumină modernă uimitoare.
Acest gaz, care constă practic din atomi de Ne, indiferenți unul de celălalt, reprezintă substanța cea mai inertă și nobilă dintre toate; Este cel mai inert element din tabelul periodic și în prezent și formal nu se cunoaște un compus suficient de stabil. Este chiar mai inert decât heliul în sine, dar și mai scump.
Costul ridicat al neonului se datorează faptului că nu este extras din subsol, așa cum se întâmplă cu heliul, ci din lichefierea și distilarea criogenică a aerului; chiar și atunci când este prezent în atmosferă în abundență suficientă pentru a produce un volum imens de neon.
Este mai ușor să extrageți heliu din rezervele de gaze naturale decât să lichefiați aerul și să extrageți neon din acesta. Mai mult, abundența sa este mai mică decât heliul, atât în interiorul, cât și în afara Pământului. În Univers, neonul se găsește în noi și superne, precum și în regiuni suficient de înghețate pentru a împiedica scăparea acestuia..
În forma sa lichidă, este un agent frigorific mult mai eficient decât heliul și hidrogenul lichid. De asemenea, este un element prezent în industria electronică în ceea ce privește laserele și echipamentele care detectează radiațiile..
Indice articol
Istoria neonului este strâns legată de cea a restului gazelor care alcătuiesc aerul și de descoperirile lor. Chimistul englez Sir William Ramsay, împreună cu mentorul său John William Strutt (Lord Rayleigh), au decis în 1894 să studieze compoziția aerului prin reacții chimice.
Dintr-un eșantion de aer au reușit să-l dezoxigeneze și să-l denitrogenizeze, obținând și descoperind argonul cu gaz nobil. Pasiunea sa științifică l-a condus și la descoperirea heliului, după ce a dizolvat cleveita minerală într-un mediu acid și a colectat caracterizarea gazului eliberat..
La acea vreme, Ramsay bănuia că există un element chimic situat între heliu și argon, făcând încercări nereușite de a le găsi în probe de minerale. Până în cele din urmă a considerat că alte gaze mai puțin abundente în aer ar trebui „ascunse” în argon..
Astfel, experimentele care au condus la descoperirea neonului au început cu argon condensat..
În lucrarea sa, Ramsay, asistat de colegul său Morris W. Travers, a început cu un eșantion de argon foarte purificat și lichefiat, pe care ulterior l-a supus unui fel de distilare criogenică și fracționată. Astfel, în 1898 și la University College London, ambii chimiști englezi au reușit să identifice și să izoleze trei gaze noi: neon, kripton și xenon..
Primul dintre ele a fost neonul, pe care l-a întrezărit când l-au colectat într-un tub de sticlă unde au aplicat un șoc electric; lumina intensă roșu-portocalie a fost chiar mai izbitoare decât culorile kriptonului și xenonului.
În acest fel, Ramsay a dat acestui gaz numele „neon”, care în greacă înseamnă „nou”; un nou element a apărut din argon. La scurt timp, în 1904 și datorită acestei lucrări, el și Travers au primit Premiul Nobel pentru chimie..
Ramsay a avut atunci puțin de-a face cu aplicațiile revoluționare ale neonului în ceea ce privește iluminarea. În 1902, inginerul electric și inventatorul Georges Claude, împreună cu Paul Delorme, au format compania L'Air Liquide, dedicată vânzării de gaze lichefiate către industrii și care a văzut în curând potențialul luminos al neonului.
Claude, inspirat de invențiile lui Thomas Edison și Daniel McFarlan Moore, a construit primele tuburi umplute cu neon, semnând un brevet în 1910. El și-a vândut produsul practic sub următoarea premisă: luminile de neon sunt rezervate orașelor și monumentelor deoarece sunt foarte orbitor și atractiv.
De atunci, restul istoriei neonului până în prezent merge mână în mână cu apariția noilor tehnologii; precum și nevoia de sisteme criogenice care să o poată folosi ca lichid de răcire.
Neonul este un gaz incolor, inodor și fără gust. Cu toate acestea, atunci când se aplică o descărcare electrică, atomii săi sunt ionizați sau excitați, emițând fotoni de energie care intră în spectrul vizibil sub forma unui bliț roșu-portocaliu (imaginea de sus).
Deci, luminile de neon sunt roșii. Cu cât este mai mare presiunea gazului, cu atât este mai mare electricitatea necesară și strălucirea roșiatică obținută. Aceste lumini care luminează aleile sau fațadele magazinelor sunt foarte frecvente, mai ales în climă rece; întrucât intensitatea roșiatică este de așa natură încât poate pătrunde în ceață de la distanțe considerabile.
20,1797 g / mol.
10.
-248,59 ºC.
-246.046 ºC.
-În condiții normale: 0,9002 g / L.
-Din lichid, tocmai la punctul de fierbere: 1,207 g / ml.
0,6964 (relativ la aer = 1). Cu alte cuvinte, aerul este de 1,4 ori mai dens decât neonul. Apoi un balon umflat cu neon va urca în aer; deși mai puțin repede comparativ cu unul umflat cu heliu.
0,9869 atm la 27 K (-246,15 ° C). Rețineți că la o temperatură atât de scăzută neonul exercită deja o presiune comparabilă cu cea atmosferică.
0,335 kJ / mol.
1,71 kJ / mol.
20,79 J / (mol K).
-Prima: 2080,7 kJ / mol (Ne+ gazos).
-Al doilea: 3952,3 kJ / mol (NeDouă+ gazos).
-În al treilea rând: 6122 kJ / mol (Ne3+ gazos).
Energiile de ionizare pentru neon sunt deosebit de mari. Acest lucru se datorează dificultății de a elimina unul dintre electronii de valență din atomul său foarte mic (comparativ cu celelalte elemente din aceeași perioadă).
Singura stare probabilă și teoretică de oxidare sau număr pentru neon este 0; adică în compușii săi ipotetici nu câștigă sau pierde electroni, ci mai degrabă interacționează ca un atom neutru (Ne0).
Acest lucru se datorează reactivității sale nule ca gaz nobil, care nu îi permite să câștige electroni din cauza lipsei unui orbital disponibil din punct de vedere energetic; și nici să nu le poată pierde având un număr de oxidare pozitiv, datorită dificultății de a depăși sarcina nucleară efectivă a celor zece protoni ai săi.
Cele de mai sus explică de ce un gaz nobil nu este foarte reactiv. Cu toate acestea, printre toate gazele nobile și elementele chimice, neonul este proprietarul adevăratei coroane a nobilimii; nu admite electroni în niciun fel sau de la nimeni și nici nu poate împărtăși propriile sale, deoarece nucleul său îl împiedică și, prin urmare, nu formează legături covalente.
Neonul este mai puțin reactiv (mai nobil) decât heliul, deoarece, deși raza sa atomică este mai mare, sarcina nucleară efectivă a celor zece protoni a sa o depășește pe cea a celor doi protoni din nucleul heliului..
Pe măsură ce se coboară prin grupa 18, această forță scade deoarece raza atomică crește considerabil; și de aceea celelalte gaze nobile (în special xenon și cripton) pot forma compuși.
Până în prezent nu se cunoaște niciun compus stabil de la distanță de neon. Cu toate acestea, existența cationilor poliatomici precum: [NeAr]+, WNe3+, RhNeDouă+, MoNeDouă+, [NeH]+ și [NeHe]+.
De asemenea, pot fi menționate compușii lui Van der Walls, în care, deși nu există legături covalente (cel puțin nu formal), interacțiunile non-covalente le permit să rămână coezive în condiții riguroase..
Unii astfel de compuși Van der Walls pentru neon sunt, de exemplu: Ne3 (trimer), euDouăNeDouă, NeNiCO, NeAuF, LiNe, (NDouă)6Ne7, NeCdouăzeciHdouăzeci (complex endoedru fulleren) etc. Și, de asemenea, trebuie remarcat faptul că moleculele organice pot „freca și umerii” cu acest gaz în condiții foarte speciale..
Detaliul tuturor acestor compuși este că nu sunt stabili; în plus, majoritatea își au originea în mijlocul unui câmp electric foarte puternic, unde atomii de metal gazos sunt excitați în compania neonului.
Chiar și cu o legătură covalentă (sau ionică), unii chimiști nu se deranjează să-i considere drept compuși adevărați; și, prin urmare, neonul continuă să fie un element nobil și inert văzut din toate părțile „normale”..
Atomul de neon ar putea fi vizualizat ca o sferă aproape compactă datorită dimensiunii sale mici și a sarcinii nucleare efective mari a celor zece electroni ai săi, dintre care opt sunt electroni de valență, conform configurației lor electronice:
1sDouă2sDouă2 P6 sau [El] 2sDouă2 P6
Astfel, atomul de Ne interacționează cu mediul său folosind orbitalii săi 2s și 2p. Cu toate acestea, acestea sunt complet umplute cu electroni, respectând celebrul octet de valență.
Nu poate câștiga mai mulți electroni, deoarece orbitalul 3s nu este disponibil energetic; În plus, nu le poate pierde nici din cauza razei lor atomice mici, iar distanța „îngustă” le separă de cei zece protoni din nucleu. Prin urmare, acest atom sau sferă de Ne este foarte stabil, incapabil să formeze legături chimice cu practic orice element..
Acești atomi de Ne definesc faza gazoasă. Fiind foarte mic, norul său electronic este omogen și compact, dificil de polarizat și, prin urmare, de a stabili momente dipolare instantanee care îi induc pe alții în atomii vecini; adică forțele de împrăștiere între atomii de Ne sunt foarte slabe.
De aceea, temperatura trebuie să scadă la -246 ºC, astfel încât neonul să poată trece de la starea gazoasă la lichid..
Odată ajuns la această temperatură, atomii de Ne sunt suficient de apropiați pentru ca forțele de dispersie să le lege împreună într-un lichid; că, deși aparent nu este la fel de impresionant ca fluidul cuantic de heliu lichid și superfluiditatea acestuia, are o putere de răcire de 40 de ori mai mare decât aceasta.
Aceasta înseamnă că un sistem lichid de răcire cu neon este de 40 de ori mai eficient decât unul lichid cu heliu; se raceste mai repede si mentine temperatura mai mult timp.
Motivul ar putea fi faptul că, chiar și cu atomii de Ne fiind mai grei decât El, primii se separă și se dispersează mai ușor (se încălzesc) decât cel din urmă; dar interacțiunile lor sunt atât de slabe în timpul coliziunilor sau întâlnirilor lor, încât încetinesc din nou (se răcesc) rapid.
Când temperatura scade și mai mult, până la -248 ° C, forțele de dispersie devin mai puternice și mai direcționale, capabile acum să ordone atomilor de He să cristalizeze într-un cristal cubic (fcc) centrat pe față. Acest cristal de heliu fcc este stabil sub toate presiunile.
Neonul este al cincilea cel mai abundent element chimic din întregul Univers. Datorită lipsei sale de reactivitate, a presiunii ridicate a vaporilor și a masei luminoase, acesta scapă din atmosfera Pământului (deși într-un grad mai mic decât heliul) și se dizolvă puțin în mări. De aceea, aici, în aerul Pământului, abia are o concentrație de 18,2 ppm în volum..
Pentru ca concentrația menționată de neon să crească, este necesar să scadă temperatura până la vecinătatea zero absolut; condiții posibile numai în Cosmos și, într-o măsură mai mică, în atmosferele înghețate ale unor uriași gazosi precum Jupiter, pe suprafețele stâncoase ale meteoriților sau în exosfera Lunii.
Cea mai mare concentrare a sa, totuși, constă în noile sau supernovele distribuite în tot Universul; precum și în stelele din care provin, mai voluminoase decât soarele nostru, în interiorul căruia sunt produși atomii de neon, produs al unei nucleosinteze între carbon și oxigen.
Deși concentrația sa este de numai 18,2 ppm în aerul nostru, este suficient să obținem câțiva litri de neon din orice spațiu de acasă.
Astfel, pentru a-l produce, este necesar să lichefiați aerul și apoi să efectuați o distilare fracționată criogenică. În acest fel, atomii săi pot fi separați de faza lichidă compusă din oxigen lichid și azot..
Cel mai stabil izotop al neonului este douăzeciNe, cu o abundență de 90,48%. De asemenea, are alți doi izotopi stabili, dar mai puțin abundenți: douăzeci și unuNe (0,27%) și 22Ne (9,25%). Restul sunt radioizotopi, iar în acest moment cincisprezece dintre ei sunt cunoscuți în total (15-19Ne și Ne23-32).
Neonul este un gaz inofensiv din aproape toate aspectele posibile. Datorită reactivității sale chimice nule, nu intervine deloc în niciun proces metabolic și, exact în momentul în care pătrunde în corp, îl părăsește fără a fi asimilat. Prin urmare, nu are efect farmacologic imediat; deși a fost asociat cu posibile efecte anestezice.
De aceea, dacă există o scurgere de neon, nu este o alarmă îngrijorătoare. Cu toate acestea, dacă concentrația atomilor săi în aer este foarte mare, poate deplasa moleculele de oxigen pe care le respirăm, ceea ce ajunge să provoace sufocare și o serie de simptome asociate acestuia..
Cu toate acestea, neonul lichid poate provoca arsuri la rece la contact, deci nu este recomandabil să îl atingeți direct. De asemenea, dacă presiunea din containerele dvs. este foarte mare, o fisură bruscă ar putea fi explozivă; nu prin prezența flăcărilor, ci prin forța gazului.
Nici neonul nu reprezintă un pericol pentru ecosistem. În plus, concentrația sa în aer este foarte scăzută și nu există nicio problemă în respirația sa. Și cel mai important: nu este un gaz inflamabil. Prin urmare, nu va arde niciodată indiferent cât de ridicate sunt temperaturile..
După cum am menționat, luminile neon roșii sunt prezente în mii de unități. Motivul este că este necesară doar o presiune scăzută a gazului (~ 1/100 atm), astfel încât să poată produce, la descărcare electrică, lumina sa caracteristică, care a fost plasată și în reclame de diferite tipuri (publicitate, indicatoare de drum etc.) ).
Tuburile umplute cu neon pot fi realizate din sticlă sau plastic și capătă tot felul de forme sau forme.
Neonul este un gaz foarte important în industria electronică. Este folosit pentru fabricarea lămpilor fluorescente și de încălzire; dispozitive care detectează radiații sau tensiuni ridicate, kinescopuri de televiziune, contoare Geyser și camere de ionizare.
Împreună cu heliul, duo-ul Ne-He poate fi folosit pentru dispozitive laser, care proiectează un fascicul de lumină roșiatică.
Deși este adevărat că neonul nu poate forma niciun compus, s-a constatat că sub presiuni ridicate (~ 0,4 GPa) atomii săi sunt prinși în gheață pentru a forma clatrat. În ea, atomii de Ne sunt limitați la un fel de canal limitat de moleculele de apă și în interiorul căruia se pot deplasa de-a lungul cristalului.
Deși în acest moment nu există multe aplicații potențiale pentru acest clathrat de neon, acesta ar putea fi în viitor o alternativă pentru stocarea acestuia; sau pur și simplu, servește ca model pentru a aprofunda înțelegerea acestor materiale înghețate. Poate, pe unele planete, neonul este prins în mase de gheață.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.