Neonhistoria, ominaisuudet, rakenne, riskit, käyttötarkoitukset

Hän neon Se on kemiallinen elementti, jota edustaa NE -symboli. Se on jalo kaasu, jonka nimi kreikan kielellä tarkoittaa uutta, laatua, joka voisi ylläpitää vuosikymmenien ajan paitsi sen löytön salamaa varten, myös koristamalla kaupunkeja sen modernisoinnin kehittämisessä sen valolla.

Olemme kaikki koskaan kuulleet neonvaloista, jotka oikeastaan ​​vastaavat muuta kuin punaisia ​​puita; Ellei niitä ole sekoitettu muiden kaasujen tai lisäaineiden kanssa. Nykyään heillä on outo ilma verrattuna viimeaikaisiin valaistusjärjestelmiin; Neon on kuitenkin paljon enemmän kuin moderni ja upea valonlähde.

Lohikäärme, joka on valmistettu neonilla ja muilla kaasuilla täytetyistä putkista, jotka saavat sähkövirtaa ionisoituja ja säteileviä ominaisvaloja ja värejä. Lähde: Andrewkeenanananrichardson [CC0].

Tämä kaasu, joka koostuu käytännössä NE, välinpitämätön toisiinsa, edustaa kaikkien ineriä ja jalo -ainetta; Se on jaksollisen taulukon inertin elementti, ja tällä hetkellä ja muodollisesti se ei tunneta riittävän stabiilia. Se on vieläkin inerämpi kuin Helio, mutta myös kalliimpi.

Neonin korkeat kustannukset johtuvat siitä, että sitä ei uuteta pohjasta, kuten heliumissa, vaan nesteyttämisestä ja ilman kryogeenisestä tislauksesta; Jopa silloin, kun sitä esiintyy ilmakehässä, jolla on riittävästi runsaasti valtavan määrän neonia.

Helium on helpompi erottaa maakaasuvarantoja, sekoittaa ilmaa ja upottaa neon. Lisäksi sen runsaus on pienempi kuin heliumin, sekä maan sisällä että ulkopuolella. Universumissa neoni on novat- ja supernovaissa, samoin kuin riittävän jäädytetyillä alueilla estämään sen pakenemasta.

Nestemäisessä muodossaan se on kylmäaine, joka on paljon tehokkaampi kuin nestemäinen helium ja vety. Se on myös elektronisessa teollisuudessa läsnä oleva osa laserien ja laitteiden suhteen, jotka havaitsevat säteilyä.

[TOC]

Historia

Argonin kehto

Neonin historia liittyy läheisesti muun muihin kaasuihin, jotka muodostavat ilman ja sen löytöt. Englantilainen kemisti Sir William Ramsay yhdessä mentorinsa John William Struttin kanssa.

Heidän hallinnoimastaan ​​ilmanäytteestä. Hänen tieteellinen intohimonsa johti hänet myös heliumin löytämiseen, kun se oli liukenut Cleveite -mineraalin happamaan väliaineeseen ja keräys karakterisoi vapautettua kaasua.

Sitten Ramsay epäili, että heliumin ja argonin välissä sijaitsi kemiallinen elementti, joka omistautui epäonnistuneisiin yrityksiin löytää ne mineraalinäytteistä. Kunnes lopulta hän katsoi, että argonissa on "piilotettu" muita vähemmän runsaasti kaasuja ilmassa.

Siten neonin löytämiseen johtaneet kokeet alkoivat kondensoituneen argonin kanssa.

Löytö

Hänen työssään Ramsay, hänen kollegansa Morris W. Travers, aloitettiin erittäin puhdistetulla ja nesteytetyllä argoninäytteellä, joka myöhemmin toimitti eräänlaiselle kryogeeniselle ja murto -osan tislaukselle. Siten vuonna 1898 ja University Collegessa Lontoossa molemmat englanninkieliset kemistit onnistuivat tunnistamaan ja eristämään kolme uutta kaasua: Neon, Kripton ja Xenon.

Ensimmäinen oli neon, joka vilkaisi, kun he keräsivät sen lasiputkeen, jossa he levittivät sähköiskun; Hänen voimakas puna-oranssi valo oli vielä yllättävämpi kuin Kriptonin ja Xenonin värit.

Juuri tällä tavalla Ramsay antoi tälle kaasulla nimen 'neon', joka kreikkalaisella tarkoittaa 'uutta'; Uusi ilmestynyt argonin elementti. Pian sen jälkeen, vuonna 1904 ja tämän työn ansiosta hän ja Travers saivat Nobel -palkinnon kemiassa.

Neon-valot

Ramsaylla ei ollut juurikaan tekemistä vallankumouksellisten neonsovellusten kanssa, joissa valaistus on. Vuonna 1902 sähköinsinööri ja keksijä Georges Claude yhdessä Paul Delormin kanssa muodosti yrityksen L'Irt Liquide, joka oli omistettu nesteytettyjen kaasujen myyntiin teollisuudelle ja näki pian neonin valaisevat potentiaalit.

Thomas Edisonin ja Daniel McFarlan Mooren keksinnöistä innoittamana Claude rakensi ensimmäiset neon täytetyt putket, allekirjoittamalla patentti vuonna 1910. Hän myi tuotteensa käytännössä seuraavan lähtökohdan alla: neonvalot on varattu kaupunkeille ja muistomerkeille erittäin häikäiseväksi ja houkuttelevaksi.

Voi palvella sinua: enderoninen reaktio

Siitä lähtien loput neonhistoriasta tähän päivään mennessä kulkee käsi kädessä uuden tekniikan ulkonäön kanssa; samoin kuin kryogeenisten järjestelmien tarve, jotka voivat käyttää sitä jäähdytysnesteenä.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

- Ulkomuoto

Ampulli- tai lasipurkki neonilla, joka on innostunut sähköisellä iskulla. Lähde: Hi-Res-kuvat kemiallisista elementeistä [CC 3: lla.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/3.0)]

Neon on väritön, hajuton kaasu ja siinä ei ole makua. Kuitenkin, kun sähköisku on. Sen atomit ovat ionisoituja tai viritettyjä, lähettäen fotoneja energiaa, jotka tulevat näkyvään spektriin oranssin punertavan salaman muodossa (ylivoimainen kuva).

Neonvalot ovat sitten punaisia. Mitä suurempi kaasupaine, sitä suurempi vaaditaan sähkö ja saatu punertavan kirkkaus. Nämä valot valaisevat kauppojen kujat tai julkisivut ovat hyvin yleisiä, etenkin kylmässä ilmastossa; Koska punertavan voimakkuus on sellainen, että se voi siirtää sumua huomattavista etäisyyksistä.

- Moolimassa

20 1797 g/mol.

- Atominumero (z)

10.

- Sulamispiste

-248,59 ºC.

- Kiehumispiste

 -246,046 ºC.

- Tiheys

-Normaaleissa olosuhteissa: 0,9002 g/l.

-Nesteestä, aivan kiehumispisteessä: 1 207 g/ml.

- Höyryn tiheys

0,6964 (ilmasuhteessa = 1). Eli ilma on 1,4 kertaa tiheämpi kuin neon. Sitten neonin paisutettu ilmapallo nousee ilmassa; vaikka vähemmän nopeasti verrattuna heliumin paisutettuun.

- Höyrynpaine

0,9869 atm 27 k (-246,15 ºC). Huomaa, että tuossa matalassa lämpötilassa neoni joutuu jo paineeseen, joka on verrattavissa ilmakehään.

- Sulamislämpö

0,335 kJ/mol.

- Höyrystyslämpö

1,71 kJ/mol.

- Molaarinen lämpökapasiteetti

20,79 J/(mol · k).

- Ionisaatioenergiat

-Ensimmäinen: 2080,7 kJ/mol (NE⁺ kaasumainen).

-Toinen: 3952,3 kJ/mol (NE²⁺ kaasumainen).

-Kolmas: 6122 kJ/mol (NE³⁺ kaasumainen).

Neon -ionisaatioenergiat ovat erityisen korkeat. Tämä johtuu vaikeuksista poistaa yksi sen elektronista Valenciasta pieneen atomiin (verrattuna saman ajanjakson muihin elementteihin).

- Hapetusnumero

Ainoa todennäköinen ja teoreettinen hapettumisnumero tai tila on 0; Toisin sanoen yhdistetyssä hypotetiikassa se ei voita tai menetä elektroneja, vaan on vuorovaikutuksessa neutraalina atomina (NE^{0 -}-A.

Tämä johtuu sen nolla -reaktiivisuudesta jalokaasuna, joka ei salli sen saamista elektroneja energisesti saatavilla olevan kiertoradan puutteen vuoksi; ja eivätkä pysty menettämään heitä positiivisilla hapettumismäärillä, koska heidän kymmenen protonin tehokas ydinkuormitus on vaikeuksissa.

- Reaktiivisuus

Yllä oleva oikea selittää miksi jalo kaasu on vähän reaktiivista. Kaikista jalokaasuista ja kemiallisista elementeistä neoni on kuitenkin aatelisen todellisen kruunun omistaja; Se ei myönnä elektroneja millään tavalla tai ketään, eikä myöskään oma osuus, koska sen ydin estää sitä, ja siksi se ei muodosta kovalenttisia sidoksia.

Neon on vähemmän reaktiivinen (jaloin) kuin helium, koska vaikka sen atomisäde on suurempi, sen kymmenen protonin tehokas ydinkuorma ylittää helium -ytimen kahden protonin säteen.

Ryhmän 18 laskeutuessa tämä voima vähenee, koska atomisäde kasvaa huomattavasti; Ja siksi muut jalokaasut (etenkin ksenoni ja Kripton) voivat muodostaa yhdisteitä.

Yhdisteet

Tähän päivään mennessä ei ole tiedossa ole etäältä stabiilia yhdistettä. Se on kuitenkin todistettu optisten tutkimusten ja massaspektrometrian, polyromisten kationien olemassaolon, kuten: [lähellä]⁺, Lensi³⁺, Rhne²⁺, Raha²⁺, [Neh]⁺ ja [Nehe]⁺.

Mainitse voidaan myös mainita niiden van der -seinäyhdisteille, joissa ei ole kovalenttisia sidoksia (ainakaan ei muodollisesti), ei -kovalenttisia vuorovaikutuksia antavat niiden pysyä yhtenäisinä tiukissa olosuhteissa.

Jotkut sellaiset van der -seinien yhdisteet ovat esimerkiksi: NE₃ (trimmeri), i₂NE₂, Nenico, neauf, linja, (n₂-A₆NE₇, NEC_{kaksikymmentä}H_{kaksikymmentä} (Fullereno Endodical Complex) jne. Ja lisäksi on huomattava, että orgaaniset molekyylit voivat myös "hieroa hartiat" tällä kaasulla hyvin erityisissä olosuhteissa.

Se voi palvella sinua: hopeaoksidi (AG2O)

Kaikkien näiden yhdisteiden yksityiskohta on, että ne eivät ole vakaita; Lisäksi useimmat ovat peräisin erittäin vahvan sähkökentän keskeltä, missä kaasumaiset metalliatomit ovat innostuneita neonin seurassa.

Jopa kovalenttisen (tai ioninen) linkki, jotkut kemikaalit eivät ota vaikeuksia ajatella niitä todellisina yhdisteinä; Ja siksi neon on edelleen jalo ja inertti elementti, joka nähdään kaikista "normaaleista" kyljistä.

Elektroninen rakenne ja kokoonpano

Interatomiset vuorovaikutukset

Neonatomi voitiin visualisoida melkein kompaktina palloina pienen koon takia ja sen kymmenen elektronin, joista kahdeksan on suuri tehokas ydinkuorma, sen elektronisen kokoonpanon mukaan:

1s²2s²2 p⁶  tai [he] 2s²2 p⁶

Siten atomi on vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa sen 2S- ja 2p -kiertoradalla. Ne ovat kuitenkin täysin täynnä elektroneja, jotka noudattavat Valencian kuuluisaa oktettia.

Et voi saada enemmän elektroneja, koska 3S -kiertorata ei ole käytettävissä energiaa; Sen lisäksi, että et voi menettää niitä pienestä atomisädeestään ja "kapea" etäisyys erottaa ne ytimen kymmenestä protonista. Siksi tämä atomi- tai n -pallo on erittäin stabiili, ei kykene muodostamaan kemiallisia sidoksia käytännöllisesti katsoen mitään elementtiä.

Nämä ovat atomeja, jotka määrittelevät kaasufaasin. Koska sen elektroninen pilvi on hyvin pieni, se on homogeeninen ja kompakti, vaikea polarisoida ja siksi perustaa välittömiä dipolimomentteja, jotka indusoivat muita naapuriatomeissa; toisin sanoen NE -atomien väliset dispersiovoimat ovat hyvin heikkoja.

Neste- ja lasi

Siksi lämpötilan on laskeuduttava kohtaan -246 ºC, jotta neon voi siirtyä kaasumaisesta tilasta nesteeseen.

Kun NE -atomit ovat tässä lämpötilassa, ne ovat riittävän lähellä niin, että dispersio pakottaa koheesion nesteessä; Vaikka se ei ilmeisesti ole niin vaikuttava kuin nesteen heliumin kvantinuus ja sen tarpeellisuus, sen jäähdytysteho on 40 kertaa korkeampi kuin tämä.

Tämä tarkoittaa, että nestemäinen neonjäähdytysjärjestelmä on 40 kertaa tehokkaampi kuin nestemäinen helium; viileä nopeammin ja pidä lämpötila pidempään.

Syynä voi johtua siitä, että jopa atomien kanssa, jotka eivät ole raskaampia kuin hän, entinen erillinen ja leviävät helpommin (ne kuumenevat) kuin jälkimmäiset; Mutta heidän vuorovaikutuksensa ovat niin heikkoja törmäyksiensä tai kohtaamistensa aikana, että ne hidastavat (viileitä) nopeasti).

Kun lämpötila laskee vielä enemmän, jopa -248 ºC: iin, dispersiovoimat muuttuvat vahvemmiksi ja suuntaisemmaksi, ja kykenee nyt tilaamaan atomit I kiteytymään kuutiometriä, joka on keskitetty kasvoihin (FCC). Tämä helium -FCC -kristalli on vakaa kaikissa paineissa.

Missä se on ja saa

Supernovat ja jäiset ympäristöt

Supernovan muodostumisessa ne hajottavat neonsuihkut, jotka lopulta muodostavat nämä tähtipilvet ja matkustavat muille maailmankaikkeuden alueille. Lähde: Pxhere.

Neon on viidenneksi runsas kemiallinen elementti koko maailmankaikkeudessa. Reaktiivisuuden, korkean höyrypaineen ja kevyen taikinan puutteen vuoksi se pakenee maan ilmakehän (vaikkakin vähemmässä määrin kuin helium) ja vähän liukenee merille. Siksi täällä maan ilmassa tuskin sen pitoisuus on 18,2 ppm tilavuuden mukaan.

Jotta neonpitoisuus kasvaa, on välttämätöntä laskea lämpötila absoluuttisen nollan lähiöille; Vain mahdolliset olosuhteet kosmosissa ja vähemmässä määrin joidenkin kaasumaisten jättiläisten, kuten Jupiterin, jäädytetyissä ilmakehissä, kallioisilla meteoriittipinnoilla tai kuun entisenfäärissä.

Sen suurin keskittyminen on kuitenkin koko maailmankaikkeudessa jaetuissa Novas- tai supernovaissa; samoin kuin lähtökohdissa, enemmän tilaa vievämpi kuin aurinko, jonka sisällä neoniatomit tuotetaan nukleosynteesinä hiilen ja hapen välillä.

Se voi palvella sinua: Isoamilo -asetaatti: rakenne, ominaisuudet, synteesi ja käyttö

Ilman nesteyttäminen

Vaikka sen pitoisuus on vain 18,2 ppm ilmassa, se riittää, kun muutamaa litraa neonia mistä tahansa kotitilasta voidaan saada.

Siten sen tuottamiseksi se on välttämätöntä. Tällä tavoin niiden atomit voidaan erottaa nestemäisestä faasista, joka koostuu nestemäisestä hapesta ja typestä.

Isotoopit

Neonin vakain isotooppi on ^{kaksikymmentä}NE, runsaasti 90,48%. Siinä on myös kaksi muuta isotooppia, jotka ovat myös vakaita, mutta vähemmän runsaasti: ^{kaksikymmentäyksi}NE (0,27%) ja ²²NE (9,25%). Jäljelle jäävät radioisotoopit, ja toistaiseksi viisitoista heistä tunnetaan (^15-19NE ja NE^23-32-A.

Riskejä

Neon on vaaraton kaasu melkein kaikista mahdollisista näkökohdista. Nolla kemiallisen reaktiivisuuden vuoksi se ei puutu lainkaan minkään aineenvaihdunnan prosessin kanssa, ja aivan kuten se tulee organismiin, se jättää sen ilman assimiloitumista. Sillä ei ole välitöntä farmakologista vaikutusta; Vaikka siihen on liitetty mahdollisia anestesiavaikutuksia.

Siksi jos neonvuoto on, se ei edusta huolestuttavaa hälytystä. Jos sen atomien ilmapitoisuus on erittäin suuri, se voi siirtyä hengittämään happimolekyyleihin, mikä lopulta provosoi tukehtumista ja kokonaisia ​​siihen liittyviä oireita.

Nest. Lisäksi, jos sen astioiden paine on erittäin korkea, äkillinen halkeama voi olla räjähtävä; Ei liekkien läsnäolon, vaan kaasun voiman takia.

Neon ei myöskään edusta vaaraa ekosysteemille. Lisäksi sen keskittyminen ilmassa on erittäin alhainen, eikä sen hengittämisessä ole ongelmaa. Ja mikä tärkeintä: se ei ole syttyvä kaasu. Siksi se ei koskaan palaa riippumatta siitä, kuinka korkeat lämpötilat ovat.

Sovellukset

Salama

Kuten mainittiin, neon punaiset valot ovat läsnä tuhansissa laitoksissa. Syynä on, että kaasun paine on tuskin alhainen (~ 1/100 atm), jotta se voi tuottaa sähköiskun, sen ominaisvaloa, joka on myös sijoitettu erityyppisiin mainoksiin (mainonta, tien merkkejä, tien merkkejä, tietä, jne.-A.

Neon täytetyt putket voivat olla valmistettu lasista tai muovista, ja ne saavat kaikenlaisia ​​hahmoja tai muotoja.

Elektroninen teollisuus

Neon on erittäin tärkeä kaasu elektronisessa teollisuudessa. Sitä käytetään loistelamppujen valmistukseen; Laitteet, jotka havaitsevat säteilyä tai korkeita jännitteitä, televisioiden kifeskooppeja, geiser -laskureita ja ionisaatiokameroita.

Laserit

Yhdessä heliumin kanssa NE-he-duoa voidaan käyttää laserlaitteisiin, jotka projisoivat punertavan valon.

Klatraatti

Vaikka on totta, että neon ei voi muodostaa mitään yhdistettä, on havaittu, että korkeissa paineissa (~ 0,4 GPA) niiden atomit ovat loukussa jään sisällä clatratin muodostamiseksi. Siinä NE -atomit rajoittuvat eräänlaiseen kanavaan, jota vesimolekyylit rajoittavat, ja jonka sisällä se voi mobilisoida lasia pitkin.

Vaikka tälle neonklatlatille ei ole paljon potentiaalisia sovelluksia, se voi tulevaisuudessa olla vaihtoehto varastolle; tai yksinkertaisesti, toimi mallina syventääksesi näiden jäädytettyjen materiaalien ymmärtämistä. Ehkä joillakin planeetoilla neon on loukussa jäämassaan.

Viitteet

1. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). MC Graw Hill.
2. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2019). Neon. Pubchem -tietokanta. CID = 23987. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus
3. J -. smedt, w. H. Keesom ja H. H. Mooy. (1930). Neonin kiderakenteessa. Fyysinen laboratorio Leidenissä.
4. Xiaohui yu & col. (2014). II-jäsennellyn neonihydraatin kiderakenne ja kapseloindynamiikka. Kansallisen tiedeakatemian julkaisut 111 (29) 10456-10461; Doi: 10.1073/PNA: t.1410690111
5. Wikipedia. (2019). Neon. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
6. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (22. joulukuuta 2018). 10 neon tosiasiat - kemiallinen elementti. Toipunut: Admingco.com
7. DR. Doug Stewart. (2019). Neonelementit. Kemikooli. Toipunut: Chemicool.com
8. Wikipedia. (2019). Neonyhdisteet. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
9. Nicola McDougal. (2019). Elementti neon: historia, tosiasiat ja käytöt. Opiskelu. Toipunut: Opiskelu.com
10. Jane E. Boyd & Joseph Rucker. (9. elokuuta 2012). Crimson Light: Neon tarina. Tiedehistorian instituutti. Toipunut: ScienceHistory.org