Состоит неон. Неон - это что такое? Где применяется неон

Неон (лат. Neonum), Ne, химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева, относится к инертным газам, атомный номер 10, атомная масса 20,179. На Земле присутствует главным образом в атмосфере, содержание Неона в которой оценивается в 7,1·10 11 т. В 1 м 3 воздуха находится около 16 см 3 Неона. Атмосферный Неон состоит из смеси трех стабильных изотопов: 20 Ne, 21 Ne и 22 Ne; преобладает 20 Ne (90,92%). Неон открыт в 1898 году английскими учеными У. Рамзаем и M. Траверсом при исследовании легколетучей фракции жидкого воздуха; название происходит от греческого neos - новый.

При обычных условиях Неон - газ без цвета и запаха. При 0°C и 760 мм рт. ст. (101 кн/м 2) плотность Неона 0,900 г/л, t пл -248,6 °C, t кип (при 101 кн/м 2) -245,9 °C, растворимость в воде 10,4 мл/л; кристаллическая решетка твердого Неона кубическая; параметр а элементарной ячейки равен 4,52 Å при -253 °C. Молекула Неон одноатомна. Внешняя электронная оболочка атома Неона содержит 8 электронов и очень устойчива; химические соединения Неон еще не синтезированы.

Получают Неон при разделении воздуха. Применение Неона связано главным образом с электротехнической промышленностью. Лампы, заполненные Неоном, дающие красное свечение, используют в портах, на аэродромах и т. д. Жидкий Неон начинают применять для получения низких температур.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Неон - десятый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Ne от латинского «neon». Расположен во втором периоде, VIIIА группе. Относится к группе инертных (благородных) газов. Заряд ядра равен 10.

Неон представляет собой бесцветный, трудносжижаемый газ. Содержание неона в воздухе составляет 0,0015% (об.). Он практически не растворяется в воде,плохо растворяется в этаноле. Образует клатрат состава 8Ne×46Н 2 О. Химически инертный, не реагирует со всеми другими веществами (простыми и сложными).

Атомная и молекулярная масса неона

Относительная молекулярная масса M r - это молярная масса молекулы, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С). Это безразмерная величина.

Относительная атомная масса A r - это молярная масса атома вещества, отнесенная к 1/12 молярной массы атома углерода-12 (12 С).

Поскольку в свободном состоянии неон существует в виде одноатомных молекул Ne, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 20,1797.

Изотопы неона

Неон может находиться в виде трех изотопов 20 Ne (90,48%), 21 Ne (0,27%) и 22 Ne (9,25%). Их массовые числа равны 20, 21 и 22 соответственно. Ядро атома изотопа неона 20 Ne содержит десять протонов и десять нейтронов, а изотопов 21 Ne и 22 Ne- такое же количество протонов, одиннадцать и двенадцать нейтронов соответственно.

Существует также шестнадцать не стабильных изотопов неона.

Ионы неона

Как и гелий при сильном возбуждении атомов неон образует молекулярные ионы типа Ne 2 + :

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

Молекула и атом неона

В свободном состоянии неон существует в виде одноатомных молекул Ne.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Среди всех элементов химической таблицы Менделеева интересными свойствами обладает такая группа, как инертные газы. К ним относится аргон, неон, гелий и некоторые другие вещества. Что такое неон, и где в современном мире этот газ нашел широкое применение?

История открытия неона

Таблица Менделеева не была сразу заполнена всеми химическими элементами, поэтому в некоторых группах и периодах оставались пробелы. Так, ученые-химики предсказывали открытие новых веществ, что и произошло с неоном. Первым ученым, который задумался о существовании неона, стал химик Рамзай Рэлей. На то время были открыты два ближайших инертных газа: аргон и гелий, однако промежуточная ячейка в таблице была пуста. Ученый предположил, что новый элемент будет обладать атомной массой 20 и плотностью по водороду 10, однако, что такое неон в природе, не было известно.

Каким образом Рамзай смог выделить неон и доказать его существование? В его эксперименте использовался обычный который сначала сжижали, а потом медленно испаряли. Полученные, таким образом, газообразные фракции изучали в разрядной трубке, что давало возможность увидеть линии спектра веществ. По этим линиям и нашли новый элемент.

Во вселенной шестым по счету наиболее распространенным элементом является неон. Значение слова с греческого переводится как «новый». Изначально сын Рамзая Вилли предложил назвать новый элемент новум, что также означало «новый», однако отец решил немного поменять это слово на неон, что, по его мнению, звучало лучше.

Свойства неона

Этот инертный газ находится в таблице Менделеева между аргоном и гелием, что придает ему промежуточные свойства этих веществ. Неон имеет два энергетических уровня, на которых располагаются 2 и 8 электронов. Эта особенность напрямую влияет на реакционную способность газа, т.к. он не образует соединений с другими элементами.

Что такое неон с точки зрения химии? Это легкий газ, который сжижается при температуре -245,98 °С, а планка кипения находится на отметке 2,6 °С. Растворимость газа в воде очень мала, однако адсорбция неона на активированном угле позволяет отделять чистый газ от его примесей.

Что такое неон с точки зрения физики? Это газ, который под воздействием тока разделяется на яркие красные и оранжевые спектры. который он излучает при этом, очень устойчивый и яркий. Физика этого явления заключается в ударении электронов об атомы неона, что заставляет последних выделять фотоны света.

Где находится неон

Во вселенной неон стоит на 6 месте по распространенности после гелия, водорода и ряда других элементов. Этот инертный газ занимает относительно большие объемы звезд и красных планет. При исследовании Плутона было выдвинуто предположение, что его атмосфера полностью состоит из неона, и в нижних слоях этот газ сжижается из-за критически низких температур на этой планете.

Что касается Земли, то неона больше всего содержится в атмосфере (0,00182%) и совсем немного в земной коре. Предполагают, что неспособность инертных газов связываться с другими элементами и образовывать минералы была основной причиной, по которой эти вещества на Земле остались в малом количестве.

Использование неона

Сейчас в производстве очень вырос спрос на неон, что означает его постоянную нехватку. Это связано с тем, что выделение чистого инертного газа занимает достаточно много времени, а его содержание в воздухе очень низкое.

Неон используется в промышленности как хладагент в криогенной технике. При температурах жидкого неона хранят ракетное топливо, замораживают животные и растительные ткани, химические вещества. В неоновых кристаллах создаются оптимальные условия для протекания очень сложных реакций, которые не терпят действие тепла (синтез Н2О2, фторидов кислорода и т.д.).

В некоторых лампах и светильниках также используется неон. Значение этого газа как источника света очень велико, т.к. его свечение видно на большие расстояния. используются для установки на маяк, аэродромные полосы, высотные башни. Некоторые текстовые рекламы подсвечиваются лампами на основе неона.

В таких светильниках неон не находится в чистом виде. Он всегда смешивается в нужных пропорциях с аргоном, что придает свету оранжевый цвет. Однако это никак не ухудшает свойства хорошей видимости, т.к. такие лампы заметны при любых неблагоприятных погодных условиях и на больших расстояниях.

Мы предлагаем газообразный и жидкий неон (Ne) в широком ассортименте концентраций и степеней чистоты. Ознакомьтесь с таблицей, содержащей паспорт безопасности чистого неона Praxair.

Кроме перечисленных наименований, мы производим специальные смеси с содержанием заданных компонентов вплоть до миллионных и миллиардных долей. Мы готовим смеси неона с другими инертными газами, а также галогенами, огнеопасными и токсичными веществами. Позвоните нам и мы поможем Вам добиться максимальной пользы от применения неона на Вашем производстве.

Неон является важным компонентом газовых смесей для эксимерных лазеров - такие смеси используются для создания высокоточных лазерных лучей в оптической литографии и для отжига поликремниевых тонких пленок в контролируемой атмосфере при производстве полупроводников и плоскопанельных дисплеев.

Мы поставляем неон в стальных и аллюминиевых баллонах высокого давления (до 200 атм.) различных объемов (от 25 до 10 000 литров). Для производственных предприятий, на которых требуется неон в жидком виде, мы предлагаем поставки продукта в сосудах Дьюара емкостью 250 литров.

Не решили какой вариант лучше?

Масштаб производства и широкая дистрибьюторская сеть Praxair позволяют нам доставлять любые газы для любого применения практически в любую точку планеты - безопасно, надежно и с оптимальными затратами. Свяжитесь с нами и мы поможем выбрать оптимальный вариант поставки для Вашего производства.

История открытия:

В 1897 г. У. Рамзай, пользуясь "методом нашего учителя Менделеева", предсказал существование простого газа с промежуточными между Не и Ar константами. Год спустя, У. Рамзай и М. Траверс, исследуя спектры фракций медленно испаряющегося жидкого воздуха, в спектре самой легкой и низкокипящей фракции, наряду с известными линиями азота, гелия и аргона, обнаружили красные и оранжевые линии, принадлежавшие новому элементу.
Название происходит от греческого "neos" - новый. Существует легенда, согласно которой название новому элементу дал двенадцатилетний сын Рамзая: увидев необычное ярко-красное излучение, испускаемое веществом в трубке для проведения спектрального анализа, он воскликнул: «Новый!».

Нахождение в природе и получение:

Неон - пятый по распространённости элемент во Вселенной, в атмосфере Солнца и многих других звезд неон занимает третье место после водорода и гелия. Природный неон состоит из трех стабильных нуклидов: 20 Ne (90,92% по объему), 21 Ne (0,257%) и 22 Ne (8,82%).
Содержание неона в атмосферном воздухе составляет 1,82*10 -3 % по объему (общие запасы 7,8·10 14 м 3). В 1 м 3 воздуха содержится около 18,2 см 3 неона. В земной коре содержится 7·10 -9 % неона, в морской воде - 2·10 -8 %.
Неон получают как побочный продукт при крупномаштабном разделении жидкого воздуха на кислород и азот. Образующуюся при этом «неоно-гелиевую» смесь разделяют несколькими способами за счет адсорбции, конденсации и низкотемпературной ректификации. Адсорбционный метод основан на способности неона в отличие от гелия адсорбироваться активированным углем, охлаждаемым жидким азотом.

Физические свойства:

Бесцветный газ. Температура кипения неона (при нормальном давлении) -245,9°C, температура плавления -248,6°C. Плотность при нормальных условиях 1,444 кг/м3. В 100 мл воды при 20°C растворяется около 10 мл неона. Аллотропии не имеет. При пропускании тока в газоразрядной трубке, заполненной неоном, неон ярко светится огненно-красным светом, так как самые яркие линии его спектра лежат в красной части.

Химические свойства:

Химическая инертность неона исключительна, в этом с ним может конкурировать только гелий. Пока не получено ни одного его валентного соединения. Даже так называемые клатратные соединения неона с водой (Ne·6Н 2 О), гидрохиноном и другими веществами получить и сохранить очень трудно.
Однако, с помощью методов оптической спектроскопии и масс-спектрометрии установлено существование ионов Ne + , (NeAr) + , (NeH) + , и (HeNe) + . Известны содержащие неон так называемые эксимерные молекулы Ne 2 и NeF. На переходах этих молекул из метастабильного состояния в несвязанное генерируется лазерное излучение.

Важнейшие соединения:

Клатрат неона, Ne·6Н 2 O - соединение включения

Применение:

Жидкий неон используют в качестве охладителя в криогенных установках. Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но был вытеснен более дешёвым аргоном. Смесь неона и гелия используют в качестве рабочей среды в газовых лазерах.

Неон применяют для наполнения газоразрядных трубок, индикаторных ламп. Трубки, заполненные смесью неона и азота (так называемые неоновые трубки, содержащие около 10 объемных % неона), при пропускании через них электрического разряда испускают красное свечение и широко используются в рекламе. Неоновые лампы используют для сигнальных целей на маяках и аэродромах, так как их красный цвет очень слабо рассеивается туманом и мглой. "Неоновыми" часто называют трубки испускающие другой цвет, где а реальности используется свечение люминофоров или других инертных газов.

Неон в составе неоно-гелиевой-кислородной смеси используется для дыхания океанавтов, водолазов, людей, работающих при повышенных давлениях, чтобы избежать газовой эмболии и азотного наркоза. Преимущество неона перед гелием в том, что смесь меньше охлаждает организм, так как теплопроводность неона меньше, чем гелия. Лёгкий неоно-гелиевый воздух облегчает также состояние больных, страдающих расстройствами дыхания.

Митриковская Л.
ТюмГУ, 501 группа, 2013 г.

Читать также:
Источники: Неон (химический элемент)/Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия URL: http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=655520 (дата обращения: 1.07.2013).
Неон (элемент) // Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Неон (дата обращения: 1.07.2013).